(57)【要約】【課題】  大光量を確保すると共に光線角の小さい光線を生成して高効率な照明光を実現すること、また、明るさを優先したモードや演色性を優先した高色再現モードを用途に応じて選択可能とすること。【解決手段】  白色の照明光を射出するランプ１０と、該ランプ１０からの照明光が入射する色フィルタを順次切り換えるカラーホイール１２と、該カラーホイール１２の回転を制御するホイール駆動手段１３と、少なくとも１種類の色の照明光を射出するＬＥＤ光源手段１４と、該ＬＥＤ光源手段１４の照明光を制御するＬＥＤ駆動手段１５と、ランプ１０からの照明光と、ＬＥＤ光源手段１４からの照明光とを光学的に合成として射出する合成光学手段１６と、合成した際の各照明光の色が同じ色になるように、ホイール駆動手段１３とＬＥＤ駆動手段１５とを制御するシステム制御手段１７とを有する光源装置２及び該光源装置２を備える画像投影装置１を提供する。【選択図】  図２
2006017801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色の照明光を射出するランプと、
複数色の色フィルタを回転させ、前記ランプから射出した照明光が入射する色フィルタを順次切り換えるカラーホイールと、
該カラーホイールを回転駆動させると共に回転を制御するホイール駆動手段と、
少なくとも１種類の色の照明光を射出するＬＥＤ光源手段と、
該ＬＥＤ光源手段を駆動すると共に射出させる照明光を制御するＬＥＤ駆動手段と、
前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光とを光学的に合成可能として射出する合成光学手段と、
該合成光学手段で合成した際の各照明光の色が同じ色になるように、前記ホイール駆動手段と前記ＬＥＤ駆動手段とを制御するシステム制御手段とを有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置において、
前記合成光学手段は、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光が入射する第１の面と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光が入射する第２の面と、少なくとも第１の面及び第２の面から入射した照明光が射出する第３の面とを有するプリズムであり、
前記第３の面からはさらに、前記第１の面から入射した照明光のうち前記第２の面で全反射した照明光と、第２の面から入射した照明光のうち第１の面で全反射した照明光とが射出されることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１記載の光源装置において、
前記合成光学手段は、偏光透過反射面を有する偏光ビームスプリッタであり、
該偏光ビームスプリッタは、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光のうち前記偏光透過反射面に対して所定の方向の直線偏光の照明光と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光のうち前記所定の方向と直交する方向の直線偏光の照明光とを合成することを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３記載の光源装置において、
前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光を、前記偏光透過反射面に対して前記所定の方向の直線偏光の照明光に変換する第１の偏光板と、
前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光を、前記所定の方向と直交する方向の直線偏光の照明光に変換する第２の偏光板とを有し、
前記偏光ビームスプリッタは、前記第１の偏光板及び前記第２の偏光板でそれぞれ変換された照明光を合成することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記ＬＥＤ光源手段は、単色の照明光を射出することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５記載の光源装置において、
前記ＬＥＤ光源手段は、前記単色の照明光を射出する複数のＬＥＤ素子と、該複数のＬＥＤ素子から射出された照明光を前記合成光学手段に導く導光手段とを有し、
前記ＬＥＤ駆動手段は、前記複数のＬＥＤ素子が時系列に順次点灯するように駆動すると共に、複数のＬＥＤ素子の点灯タイミングに同期して前記導光手段を複数のＬＥＤ素子に対して相対的に移動するよう制御することを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項６記載の光源装置において、
前記複数のＬＥＤ素子は、円周上に配置されて円周の中心に向かって前記単色の照明光を射出し、
前記導光手段は、前記円周の中心を回転中心として回動されることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項７記載の光源装置において、
前記ホイール駆動手段が駆動する前記カラーホイールの単位時間当たりの回転数と、前記ＬＥＤ駆動手段が回動する前記導光手段の単位時間当たりの回転数とが異なるように設定されていることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記ＬＥＤ光源手段は、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光の色数と等しい色数の照明光を射出することを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項９記載の光源装置において、
前記ＬＥＤ光源手段が射出する照明光及び前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光の色は、中心波長が略等しい赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）であることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項９記載の光源装置において、
前記ＬＥＤ光源手段が射出する照明光及び前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光の色は、中心波長がそれぞれ異なる２種類の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）であることを特徴とする光源装置。
【請求項１２】
請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光にのみ白色が含まれることを特徴とする光源装置。
【請求項１３】
請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記ＬＥＤ光源手段は、少なくとも２色以上の色の照明光を射出する複数のＬＥＤ素子と、該複数のＬＥＤ素子から射出された照明光を前記合成光学手段に導く導光手段とを有し、
前記ＬＥＤ駆動手段は、前記複数のＬＥＤ素子が時系列に順次点灯するように駆動すると共に、前記複数のＬＥＤ素子の点灯タイミングに同期して前記導光手段を前記複数のＬＥＤ素子に対して相対的に移動するよう制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の光源装置において、
前記複数のＬＥＤ素子は、円周上に配置されて円周の中心に向かって前記照明光を射出し、
前記導光手段は、前記円周の中心を回転中心として回動されることを特徴とする光源装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の光源装置において、
前記カラーホイールの回転方向とは逆方向に向かう前記色フィルタの色順序と、前記導光手段の移動方向における前記ＬＥＤ光源手段の各ＬＥＤ素子が射出する照明光の色順序とが同じであり、
前記ホイール駆動手段が駆動する前記カラーホイールの単位時間当たりの回転数と、前記ＬＥＤ駆動手段が回動させる前記導光手段の単位時間当たりの回転数とが等しくなるよう設定されていることを特徴とする光源装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の光源装置において、
前記ホイール駆動手段は、前記カラーホイールを回転駆動させるモータを有し、
前記ＬＥＤ駆動手段は、前記モータの回転駆動力を利用して前記導光手段を回動させることを特徴とする光源装置。
【請求項１７】
入力される画像情報に応じた画像を観察者が観察可能なように投影する画像投影装置であって、
請求項１から１６のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記入力される画像情報に応じて変調される空間変調素子と、
前記合成光学手段から射出された照明光を導いて、前記空間変調素子を照明する照明光学手段と、
該照明光学手段で照明され、前記空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学手段とを備えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段は、前記照明光学手段が前記空間変調素子を照明する条件として、ランプモード、ＬＥＤモード、ブースターモード、ダイナミック・セレクションモードの４モードのうち、少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能であり、
前記合成光学手段から射出される照明光が、
前記ランプモードを選択した際には前記ランプから射出した照明光のみ、
前記ＬＥＤモードを選択した際には前記ＬＥＤ光源手段から射出した照明光のみ、
前記ブースターモードを選択した際には少なくとも１色の照明光において前記ランプ及び前記ＬＥＤ光源手段から射出した照明光を加え合わせた照明光、
前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際には前記ランプモードと前記ＬＥＤモードとを前記画像情報の１フレーム期間内で切り換えることで射出した照明光となるように制御することを特徴とする画像投影装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記システム制御部は、前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際に、前記合成光学手段から射出される照明光の色毎に前記ランプモードと前記ＬＥＤモードとを選択して切り換えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の画像投影装置において、
観察者が操作可能であり、前記４モードのうち前記システム制御手段が選択するモードを特定するマニュアルスイッチを有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２１】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段は、前記入力される画像情報に応じて、１つのモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段は、前記入力される画像情報の画素の階調分布において、全体に対する所定階調閾値以上の画素の割合が、所定の割合より小さいときには前記ＬＥＤモードを選択し、所定の割合より大きいときには前記ブースターモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２３】
請求項１８記載の画像投影装置において、
周囲の光量を検出する周囲光光量センサを有し、
前記システム制御手段は、前記周囲光光量センサにより検出された周囲光量が、所定値よりも小さいときには前記ＬＥＤモードを選択し、所定値よりも大きいときには前記ブースターモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の画像投影装置において、
前記投影光学手段がスクリーンに対して画像を投影する場合、前記周囲光光量センサは、投影光学手段が画像を投影しない状態でのスクリーンからの反射光を周囲光量として検出することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２５】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記投影光学手段が投影する画像の倍率を変更するズーム手段を有し、
前記システム制御手段は、前記投影光学手段により投影する画像が、前記ズーム手段によって所定サイズよりも小さくされたときに前記ＬＥＤモードを選択し、所定サイズよりも大きくされたときに前記ブースターモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２６】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記投影光学手段が投影する画像の光量を検出する投影光量センサを有し、
前記システム制御手段は、前記投影光量センサにより検出された投影画像の光量が、所定値よりも小さいときには前記ブースターモードを選択し、所定値よりも大きいときには前記ＬＥＤモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の画像投影装置において、
前記投影光学手段がスクリーンに対して画像を投影する場合、前記投影光量センサは、投影光学手段が画像を投影した状態でのスクリーンからの反射光を検出することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２８】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記ランプの故障を検出するランプ故障検出手段を有し、
前記システム制御手段は、前記ランプ故障検出手段が前記ランプの故障を検出したときに前記ＬＥＤモードを選択することを特徴とする画像投影装置。  
【請求項２９】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記ランプが射出する照明光の光量低下を検出するランプ光量検出手段を有し、
前記システム制御手段は、前記ランプ光量検出手段が前記ランプにより射出される照明光の光量低下を検出したときに、前記ブースターモードを選択すると共に照明光の光量低下を補うように前記ＬＥＤ駆動手段を制御することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３０】
請求項１８記載の画像投影装置において、
各構成品への電源供給がバッテリーによるものか否かを検出する電源監視手段を有し、
前記システム制御手段は、前記電源監視手段により電源供給がバッテリーによるものと検出されたときに、前記ＬＥＤモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３１】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記投影光学手段が投影する画像における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光量を検出する投影光量センサと、
該投影光量センサが検出した各色の光量に基づいてホワイトバランスを演算し、演算したホワイトバランスに応じて前記ＬＥＤ駆動手段の制御量を調整するホワイトバランス演算設定手段とを有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３２】
請求項３１記載の画像投影装置において、
前記ホワイトバランス演算設定手段は、前記ＬＥＤモード、ブースターモード、ダイナミック・セレクションモードのそれぞれにおけるホワイトバランスが略等しくなるように前記ＬＥＤ駆動手段の制御量を調整することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３３】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段は、起動直後に前記ブースターモードを選択すると共に、前記ランプから射出する照明光の光量が所定光量以上となる経過時間後に前記ランプモード又はブースターモードを選択することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３４】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段が選択するモードが、前記ランプモードから前記ＬＥＤモードに切り替わった際、又は、前記ブースターモードから前記ＬＥＤモードに切り替わった際に、前記ランプが射出した照明光を光学的に遮断するランプ遮断手段を有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３５】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記ランプが発する熱と前記ＬＥＤ光源手段が発する熱とを装置外に排出する冷却手段を有し、
該冷却手段は、前記ランプモードが選択された際には前記ランプで発生した熱を逃がしやすい第１の経路で熱を排出し、前記ＬＥＤモードが選択された際には前記ＬＥＤ光源手段で発生した熱を逃がしやすい第２の経路で熱を排出することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３６】
請求項３５記載の画像投影装置において、
前記冷却手段は、排気ファン、シャッタ機能を有する第１の吸気孔及び第２の吸気孔を有し、
前記第１の経路で熱を逃がす際には、前記第１の吸気孔のシャッタを開け且つ前記第２の吸気孔のシャッタを閉じた状態で前記排気ファンから空気を装置外に排出し、
前記第２の経路で熱をに逃がす際には、前記第１の吸気孔のシャッタを閉じ且つ前記第２の吸気孔のシャッタを開けた状態で前記排気ファンから空気を装置外に排出することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３７】
請求項１８記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段により選択されているモードを、観察者が認識可能に表示する選択モード表示手段を有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３８】
入力される画像情報に応じた画像を投影する画像投影装置であって、
請求項１１に記載の光源装置と、
前記入力される画像情報に応じて変調される空間変調素子と、
前記合成光学手段から射出された照明光を導いて前記空間変調素子を照明する照明光学手段と、
前記照明光学手段で照明され、前記空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学手段と、
前記ＬＥＤ光源手段が射出する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の照明光量を調整することで、前記投影光学手段が投影する画像の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の中心波長を調整する色調整手段とを有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３９】
白色の照明光を射出するランプと、
複数色の色フィルタを回転させ、前記ランプから射出した照明光が入射する色フィルタを順次切り換えるカラーホイールと、
該カラーホイールを回転駆動させると共に回転を制御するホイール駆動手段と、
少なくとも1種類の色の照明光を射出させるＬＥＤ光源手段と、
該ＬＥＤ光源手段を駆動すると共に射出する照明光を制御するＬＥＤ駆動手段と、
前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光、又は、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光のいずれかの照明光を選択して反射する選択反射手段と、
該選択反射手段で選択対象となる前記各照明光の色が同じ色となるように、前記ホイール駆動手段と前記ＬＥＤ駆動手段とを制御するシステム制御手段とを有することを特徴とする光源装置。
【請求項４０】
請求項３９記載の光源装置において、
前記選択反射手段は、ＤＭＤであることを特徴とする光源装置。
【請求項４１】
入力される画像情報に応じた画像を観察者が観察可能なように投影する画像投影装置であって、
請求項３９又は４０記載の光源装置と、
前記入力される画像情報に応じて変調される空間変調素子と、
前記選択反射手段が反射した照明光を導いて、前記空間変調素子を照明する照明光学手段と、
該照明光学手段で照明され、前記空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学手段とを有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項４２】
請求項４１記載の画像投影装置において、
前記システム制御手段は、前記照明光学手段が前記空間変調素子を照明する条件として、ランプモード、ＬＥＤモード、ダイナミック・セレクションモードの３モードのうち少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能であり、
前記選択反射手段から射出する照明光が、
前記ランプモードを選択した際には前記ランプから射出した照明光のみ、
前記ＬＥＤモードを選択した際には前記ＬＥＤ光源手段から射出した照明光のみ、
前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際には前記ランプモードと前記ＬＥＤモードを前記画像情報の１フレーム期間内で切り換えることで射出した照明光となるように制御することを特徴とする画像投影装置。
【請求項４３】
請求項４２記載の画像投影装置において、
前記システム制御部は、前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際に、前記選択反射手段から射出される照明光の色毎に、前記ランプモードと前記ＬＥＤモードとを選択し切り換えることを特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、要求に応じて表示画像の色再現を優先したり、明るさを優先したりすることが可能なモード選択機能を備えた光源装置及び該光源装置を有する画像投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像投影装置は、白色光源を原色の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離して用いるタイプのものと、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような原色をそれぞれ自然発光可能な光半導体素子を用いるタイプのものとが知られている。
上述した白色光源を用いるタイプでは、高効率で且つ大光量が得られる放電タイプのランプが多く用いられている。この放電タイプのランプは、キセノンランプのように演色性に非常に優れた光源もあるが、コスト高やランプサイズが大きい等の理由から特定の製品に限られて用いられている。一般的には、超高圧水銀ランプが画像投影装置の白色光源の主流を占め、現在広く用いられているが、演色性の面では充分な性能を期待することができない。
【０００３】
一方、上述した光半導体素子を用いるタイプでは、昨今ＬＥＤの発光効率が飛躍的に向上しているものの、単体での絶対的光量が放電タイプには遥かに及ばないのが現実である。しかしながら、色分離が不要で直接ＲＧＢのそれぞれの原色を発光することが可能であり、カラー面順次方式の画像投影装置においては効率的な使い方が可能である。また、このタイプは、電気的点灯切替や電流による光量調整が容易であったり、水銀等の有害物質を用いていないことから次世代光源として注目されつつある。特に、色純度が高いことから非常に演色性に優れた光源としてもさらに注目されている。
【０００４】
ここで、画像投影装置に求められる明るさ及び演色性を実現するために、上述した２つのタイプの光源の両方の特性を上手く利用し、放電ランプ及びＬＥＤ等の光半導体素子の両方を併用するものが各種提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。
例えば、その一例として、特許文献１記載の投写型表示装置には、放電白色ランプの発光光を原色に色分離した光と、光半導体素子の原色の発光光とを、表示デバイス（空間変調素子）にて変調し、その映像光を投影する構成が開示されている。また、光半導体素子として色純度が高い発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いており、この発光ダイオードにより放電ランプに不足がちな赤色成分を補い、演色性の改善を図ろうとしている。
【０００５】
また、他の一例として、特許文献２記載の投写型表示装置には、上記特許文献１記載の投写型表示装置と同様の意図を実現しようとして、発光ダイオードに替えてレーザ光源を採用する例が示されている。これは、発光ダイオードは一般に面発光拡散光源であるため、レーザ光のように光線角が小さく有効な照明光を得にくいことから、映像光の十分な輝度や効率性の改善が望めないというのが理由である。
【特許文献１】特開２０００−３０５０４０号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５４６５号公報
【特許文献３】特許第３０１５２０１号公報
【特許文献４】特開平６−１４１２６２号公報
【特許文献５】特開２００２−２９６６８０号公報
【特許文献６】特開２００３−２６３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
画像投影表示装置に広く使用されているＬＣＤ（液晶デバイス）やＤＭＤ（登録商標）（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の表示デバイスは、入射する照明光の光線角に対して許容範囲が存在するので、所定の小さい光線角以外の入射光は有効に利用されない光となってしまう。
上述した従来技術のレーザ光を補助光源に用いる例においては、光線が略平行光であるので、発光された光にをほぼ有効に利用することができる。しかしながら、レーザ光源は、発光効率が非常に悪いため明るさを確保しようとすると相当な規模の光源装置が必要となってしまい実用的ではない。また、コヒーレントな光をそのまま映像光とした場合には、視覚に与える悪影響が大きいという欠点も備えている。
【０００７】
また、上述した従来技術の発光ダイオードを補助光源として用いる例においては、有効に照明光として利用できる光を表示デバイスに入射させることが困難である。つまり、発光ダイオードは、点光源ではなく面発光拡散光源であるため、発光する光のうち所定の光線角以下の光線しか有効利用できないので、発光光の一部しか使用することができず、光量を確保することが困難であるという問題がある。
仮に、光量を確保するために多数の発光ダイオードを配列した場合、全ての発光ダイオードの発光光を表示デバイスの入射面積に収めることと、許容光線角にコントロールすること、とを両立させるのは不可能に近い。従って、映像光の十分な輝度や効率性の改善が望めないのが大きな欠点である。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、発光ダイオードを利用する上での欠点を克服し、大光量を確保すると共に光線角の小さい光線を生成して高効率な照明光を実現する光源装置を提供すること、また、該光源装置と従来の放電ランプとを選択的に利用することにより、明るさを優先したモードや演色性を優先した高色再現モードを用途に応じて選択可能とする利用価値の高い画像投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、白色の照明光を射出するランプと、複数色の色フィルタを回転させ、前記ランプから射出した照明光が入射する色フィルタを順次切り換えるカラーホイールと、該カラーホイールを回転駆動させると共に回転を制御するホイール駆動手段と、少なくとも１種類の色の照明光を射出するＬＥＤ光源手段と、該ＬＥＤ光源手段を駆動すると共に射出させる照明光を制御するＬＥＤ駆動手段と、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光とを光学的に合成可能として射出する合成光学手段と、該合成光学手段で合成した際の各照明光の色が同じ色になるように、前記ホイール駆動手段と前記ＬＥＤ駆動手段とを制御するシステム制御手段とを有する光源装置を提供する。
【００１０】
この発明に係る光源装置においては、ランプから射出された白色の照明光が、カラーホイール駆動手段によって回転が制御されているカラーホイールの色フィルタに入射し、該色フィルタに応じた色で射出される。一方、ＬＥＤ光源手段から射出された照明光は、ＬＥＤ駆動手段によってその色等が制御されている。そして、これら両照明光は、合成光学手段によって光学的に合成され、合成した照明光として射出される。この際、システム制御手段が、合成光学手段で合成する各照明光の色が同じ色になるように、ホイール駆動手段及びＬＥＤ駆動手段を制御するので、合成後の照明光の色は必ず所望する色となって射出される。
即ち、この合成された照明光は、ランプから射出された照明光とＬＥＤ光源手段から射出された照明光とが、それぞれ同じ色の状態で合成された光である。よって、合成後の照明光は、ランプによって大光量が確保されていると共に、ＬＥＤ光源手段によって光線角が小さく演色性が優れているものである。従って、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光を確実に得ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の光源装置において、前記合成光学手段が、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光が入射する第１の面と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光が入射する第２の面と、少なくとも第１の面及び第２の面から入射した照明光が射出する第３の面とを有するプリズムであり、前記第３の面からはさらに、前記第１の面から入射した照明光のうち前記第２の面で全反射した照明光と、第２の面から入射した照明光のうち第１の面で全反射した照明光とが射出される光源装置を提供する。
【００１２】
この発明に係る光源装置においては、カラーホイールからの照明光及びＬＥＤ光源手段からの照明光が合成される際、色フィルタを通過した照明光が第１の面に入射すると共に、ＬＥＤ光源手段から射出された照明光が第２の面に入射する。そして、両照明光は合成された後、第３の面から射出される。また、この際、カラーホイールからの照明光は、第１の面の入射後、第２の面で全反射して確実に第３の面から射出される。同様に、ＬＥＤ光源手段からの照明光は、第２の面の入射後、第１の面で全反射して確実に第３の面から射出される。このように、第１の面、第２の面及び第３の面を有するプリズムによって、確実に効率良く照明光の合成を行うことができる。
なお、第１の面と第２の面とが入れ替わった構成、即ち、第１の面にＬＥＤ光源手段からの照明光が入射し、第２の面にランプからの照明光が入射するような構成でも同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の光源装置において、前記合成光学手段が、偏光透過反射面を有する偏光ビームスプリッタであり、該偏光ビームスプリッタが、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光のうち前記偏光透過反射面に対して所定の方向の直線偏光の照明光と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光のうち前記所定の方向と直交する方向の直線偏光の照明光とを合成する光源装置を提供する。
【００１４】
この発明に係る光源装置においては、透過反射面を有する偏光ビームスプリッタにより、直線偏光の偏光方向（向き）を利用して、カラーホイールからの照明光とＬＥＤ光源手段からの照明光とを確実に合成することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の光源装置において、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光を、前記偏光透過反射面に対して前記所定の方向の直線偏光の照明光に変換する第１の偏光板と、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光を、前記所定の方向と直交する方向の直線偏光の照明光に変換する第２の偏光板とを有し、前記偏光ビームスプリッタが、前記第１の偏光板及び前記第２の偏光板でそれぞれ変換された照明光を合成する光源装置を提供する。
【００１６】
この発明に係る光源装置においては、カラーホイールからの照明光とＬＥＤ光源手段からの照明光とを偏光ビームスプリッタで合成する前に、第１の偏光板及び第２の偏光板により、両照明光を確実に適切な偏光方向に変換することができる。従って、より確実且つ効率良く照明光の合成を行うことができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、前記ＬＥＤ光源手段が、単色の照明光を射出する光源装置を提供する。
【００１８】
この発明に係る光源装置においては、ＬＥＤ光源手段が、所望する１種類の色の照明光を射出する。また、合成光学手段は、カラーホイールからの照明光の色が、ＬＥＤ光源手段が射出する照明光の色と同じときにのみ両照明光の合成を行う。例えば、ＬＥＤ光源手段が赤色の照明光を射出する場合には、合成光学手段から射出される照明光のうち赤色以外はランプからの照明光であり、赤色はランプ及びＬＥＤ光源手段からの照明光である。即ち、ＬＥＤ光源手段から射出された赤色の照明光をランプの補助光として利用することができる。このように、ランプによる大光量の照明光に、所望する１種類の色の演色性を高めることができる。特に、赤色の場合には、合成後の照明光を投影等に利用したときに、ホワイトバランス等がとりやすくなるので有効である。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の光源装置において、前記ＬＥＤ光源手段が、前記単色の照明光を射出する複数のＬＥＤ素子と、該複数のＬＥＤ素子から射出された照明光を前記合成光学手段に導く導光手段とを有し、前記ＬＥＤ駆動手段が、前記複数のＬＥＤ素子が時系列に順次点灯するように駆動すると共に、複数のＬＥＤ素子の点灯タイミングに同期して前記導光手段を複数のＬＥＤ素子に対して相対的に移動するよう制御する光源装置を提供する。
【００２０】
この発明に係る光源装置においては、複数のＬＥＤ素子が、ＬＥＤ駆動手段による制御を受けて、単色の色の照明光を時系列に順次点灯して射出する。また、導光手段は、ＬＥＤ駆動手段による制御を受けて、複数のＬＥＤ素子の点灯タイミングに同期して相対的な移動を行う。これにより、複数のＬＥＤ素子から射出された照明光は、確実に導光手段によって合成光学手段に導かれ、その後、カラーホイールからの照明光に合成される。
このように、複数のＬＥＤ素子のうち、点灯するＬＥＤ素子からの照明光を導光手段を介して合成光学手段に導ける。よって、ＬＥＤ素子が発する照明光を効率良く取得して有効に利用することができると共に、光線角が小さい状態で合成光学手段に導け演色性を確実にすることができる。
また、ＬＥＤ素子が複数あるので、仮にいずれかのＬＥＤ素子に不具合が生じたとしても他のＬＥＤ素子でカバーでき、信頼性の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、請求項６記載の光源装置において、前記複数のＬＥＤ素子が、円周上に配置されて円周の中心に向かって前記単色の照明光を射出し、前記導光手段が、前記円周の中心を回転中心として回動される光源装置を提供する。
【００２２】
この発明に係る光源装置においては、複数のＬＥＤ素子が順次円周上に点灯し、また、導光手段が円周の中心を回転中心として回動（回転）することで、ＬＥＤ素子から射出された照明光を合成光学手段に導く。
特に、複数のＬＥＤ素子が円周上に配置されているので、導光手段は円運動でき、照明光を途切れることなくより確実に取得することができる。
【００２３】
請求項８に係る発明は、請求項７記載の光源装置において、前記ホイール駆動手段が駆動する前記カラーホイールの単位時間当たりの回転数と、前記ＬＥＤ駆動手段が回動する前記導光手段の単位時間当たりの回転数とが異なるように設定されている光源装置を提供する。
【００２４】
この発明に係る光源装置においては、カラーホイールの単位時間当たりの回転数と、導光手段の単位時間当たりの回転数とが異なるので、複数のＬＥＤのうち、特定のＬＥＤのみを点灯させるのではなく、全てのＬＥＤ素子を平均的に点灯させることができる。よって、複数のＬＥＤ素子の耐久性が向上（寿命が延び）し、信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
請求項９に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、前記ＬＥＤ光源手段が、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光の色数と等しい色数の照明光を射出する光源装置を提供する。
【００２６】
この発明に係る光源装置においては、ＬＥＤ光源手段が、色フィルタの色数と同じ色数の照明光を射出する。即ち、合成光学手段により合成された照明光は、すべてランプ及びＬＥＤ光源手段から射出された光である。このように、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた各種の色の照明光を得ることができる。
【００２７】
請求項１０に係る発明は、請求項９記載の光源装置において、前記ＬＥＤ光源手段が射出する照明光及び前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光の色が、中心波長が略等しい赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）である光源装置を提供する。
【００２８】
この発明に係る光源装置においては、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた、中心波長が略等しい色の３原色の照明光を得ることができる。
【００２９】
請求項１１に係る発明は、請求項９記載の光源装置において、前記ＬＥＤ光源手段が射出する照明光及び前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光の色が、中心波長がそれぞれ異なる２種類の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）である光源装置を提供する。
【００３０】
この発明に係る光源装置においては、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた、中心波長それぞれ異なる色の３原色の照明光を得ることができる。
【００３１】
請求項１２に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光にのみ白色が含まれる光源装置を提供する。
【００３２】
この発明に係る光源装置においては、合成光学手段から射出される照明光のうち、白色については、カラーホイールの色フィルタを通過した照明光である。即ち、白色はランプから射出された照明光である。よって、大光量の白色光を得ることができる。これにより、例えば、合成後の照明光をモノクロ画像の投影に利用した場合には、画像の明るさを増加させることができる。
【００３３】
請求項１３に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置において、前記ＬＥＤ光源手段が、少なくとも２色以上の色の照明光を射出する複数のＬＥＤ素子と、該複数のＬＥＤ素子から射出された照明光を前記合成光学手段に導く導光手段とを有し、前記ＬＥＤ駆動手段が、前記複数のＬＥＤ素子が時系列に順次点灯するように駆動すると共に、前記複数のＬＥＤ素子の点灯タイミングに同期して前記導光手段を前記複数のＬＥＤ素子に対して相対的に移動するよう制御する光源装置を提供する。
【００３４】
この発明に係る光源装置においては、複数のＬＥＤ素子が、ＬＥＤ駆動手段による制御を受けて、少なくとも２色以上の色の照明光を時系列に順次点灯して射出する。また、導光手段は、ＬＥＤ駆動手段による制御を受けて、複数のＬＥＤ素子の点灯タイミングに同期して相対的な移動を行う。これにより、複数のＬＥＤ素子から射出された照明光は、確実に導光手段によって合成光学手段に導かれ、その後、カラーホイールからの照明光に合成される。
このように、複数のＬＥＤ素子のうち、点灯するＬＥＤ素子からの照明光を導光手段を介して合成光学手段に導ける。よって、ＬＥＤ素子が発する照明光を効率良く取得して有効に利用することができると共に、光線角が小さい状態で合成光学手段に導け演色性を確実にすることができる。
また、ＬＥＤ素子が複数あるので、仮にいずれかのＬＥＤ素子に不具合が生じたとしても他のＬＥＤ素子でカバーでき、信頼性の向上を図ることができる。
【００３５】
請求項１４に係る発明は、請求項１３記載の光源装置において、前記複数のＬＥＤ素子が、円周上に配置されて円周の中心に向かって前記照明光を射出し、前記導光手段が、前記円周の中心を回転中心として回動される光源装置を提供する。
【００３６】
この発明に係る光源装置においては、複数のＬＥＤ素子が順次円周上に点灯し、また、導光手段が円周の中心を回転中心として回動（回転）することで、ＬＥＤ素子から射出された照明光を合成光学手段に導く。
特に、複数のＬＥＤ素子が円周上に配置されているので、導光手段は円運動でき、照明光を途切れることなくより確実に取得することができる。
【００３７】
請求項１５に係る発明は、請求項１４記載の光源装置において、前記カラーホイールの回転方向とは逆方向に向かう前記色フィルタの色順序と、前記導光手段の移動方向における前記ＬＥＤ光源手段の各ＬＥＤ素子が射出する照明光の色順序とが同じであり、前記ホイール駆動手段が駆動する前記カラーホイールの単位時間当たりの回転数と、前記ＬＥＤ駆動手段が回動させる前記導光手段の単位時間当たりの回転数とが等しくなるよう設定されている光源装置を提供する。
【００３８】
この発明に係る光源装置においては、複数のＬＥＤ素子が所定の色順序で照明光を射出する。また、ランプから射出された照明光は、カラーホイールの色フィルタ上の一箇所に入射する。ここで、カラーフィルタが回転すると、照明光の入射位置に回転方向とは逆方向に向かう順序で色フィルタが切り替わる。つまり、カラーホイールを通過する照明光は、上記複数のＬＥＤ素子が射出する色順序と同じ順序となる。また、カラーホイールの単位時間当たりの回転数と、前記導光手段の単位時間当たりの回転数とが等しいので、両照明光は同じタイミング及び同じ色順序で合成光学手段に入射し、その後、合成されて射出される。従って、全ての色について、明るさが十分であり演色性に優れた照明光を得ることができる。
【００３９】
請求項１６に係る発明は、請求項１５記載の光源装置において、前記ホイール駆動手段が、前記カラーホイールを回転駆動させるモータを有し、前記ＬＥＤ駆動手段が、前記モータの回転駆動力を利用して前記導光手段を回動させる光源装置を提供する。
【００４０】
この発明に係る光源装置においては、モータの回転駆動力を利用して、カラーホイール及び導光手段の駆動を行えるので、構成の容易化を図ることができると共に小型化を図ることができる。
【００４１】
請求項１７に係る発明は、入力される画像情報に応じた画像を観察者が観察可能なように投影する画像投影装置であって、請求項１から１６のいずれか１項に記載の光源装置と、前記入力される画像情報に応じて変調される空間変調素子と、前記合成光学手段から射出された照明光を導いて、前記空間変調素子を照明する照明光学手段と、該照明光学手段で照明され、前記空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学手段とを備える画像投影装置を提供する。
【００４２】
この発明に係る画像投影装置においては、照明光学手段が、合成光学手段から射出された照明光を導いて空間変調素子の照明を行う。そして、投影光学手段が、照明光学手段により照射されると共に入力された画像情報に応じて変調された画像を投影する。この際、合成光学手段から射出される照明光は、上述したように、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光であるので、観察者は、投影された画像を鮮明に観察することができる。
【００４３】
請求項１８に係る発明は、請求項１７記載の画像投影装置において、前記システム制御手段が、前記照明光学手段が前記空間変調素子を照明する条件として、ランプモード、ＬＥＤモード、ブースターモード、ダイナミック・セレクションモードの４モードのうち、少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能であり、前記合成光学手段から射出される照明光が、前記ランプモードを選択した際には前記ランプから射出した照明光のみ、前記ＬＥＤモードを選択した際には前記ＬＥＤ光源手段から射出した照明光のみ、前記ブースターモードを選択した際には少なくとも１色の照明光において前記ランプ及び前記ＬＥＤ光源手段から射出した照明光を加え合わせた照明光、前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際には前記ランプモードと前記ＬＥＤモードとを前記画像情報の１フレーム期間内で切り換えることで射出した照明光となるように制御する画像投影装置を提供する。
【００４４】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部がランプモード、ＬＥＤモード、ブースターモード、ダイナミック・セレクションモードの４モードのうち、少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能であり、選択されたモードに応じて、合成光学手段から射出される照明光が変化して空間変調素子を照明するので、状況に応じて最適な画像情報の投影を行うことができる。
例えば、明るさを優先したモードや演色性を優先した高色再現モード等を用途に応じて選択できるので、利用価値の向上化を図ることができる。
【００４５】
請求項１９に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記システム制御部が、前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際に、前記合成光学手段から射出される照明光の色毎に前記ランプモードと前記ＬＥＤモードとを選択して切り換える画像投影装置を提供する。
【００４６】
この発明に係る画像投影装置においては、ダイナミック・セレクションモードを選択したときに、システム制御部が、合成光学手段から射出される照明光の色毎にランプモードとＬＥＤモードとを選択して切り換えるので、画像情報に応じて所定の色又はそれ以外の色のみの演色性を優先させることが可能である。このように、画像情報に応じて最適な投影を行うことができる。
【００４７】
請求項２０に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、観察者が操作可能であり、前記４モードのうち前記システム制御手段が選択するモードを特定するマニュアルスイッチを有する画像投影装置を提供する。
【００４８】
この発明に係る画像投影装置においては、観察者がマニュアルスイッチを介してモードの特定を行えるので、使い易くより機能的である。
【００４９】
請求項２１に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記システム制御手段が、前記入力される画像情報に応じて、１つのモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００５０】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、入力される画像情報に応じて、最適な１つのモードを選択するので、観察者は容易に最適な画像を観察することができる。また、観察者の使い易さが向上する。
【００５１】
請求項２２に係る発明は、請求項２１記載の画像投影装置において、前記システム制御手段が、前記入力される画像情報の画素の階調分布において、全体に対する所定階調閾値以上の画素の割合が、所定の割合より小さいときには前記ＬＥＤモードを選択し、所定の割合より大きいときには前記ブースターモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００５２】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、入力される画像情報の全体に対する所定階調閾値以上の画素の割合を基準として、ＬＥＤモード又はブースターモードを選択するので、画像情報の明るさに応じて自動的に光量バランスを変えることができる。よって、最適な明るさで画像の観察を行うことができる。
【００５３】
請求項２３に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、周囲の光量を検出する周囲光光量センサを有し、前記システム制御手段が、前記周囲光光量センサにより検出された周囲光量が所定値よりも小さいときには前記ＬＥＤモードを選択し、所定値よりも大きいときには前記ブースターモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００５４】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、周囲光光量センサによって検出された周囲光量に応じて画像の明るさを変化させるので、観察者は、周囲の明るさに影響を受けない最適な明るさで画像の観察を行うことができる。
【００５５】
請求項２４に係る発明は、請求項２３記載の画像投影装置において、前記投影光学手段がスクリーンに対して画像を投影する場合、前記周囲光光量センサが、投影光学手段が画像を投影しない状態でのスクリーンからの反射光を周囲光量として検出する画像投影装置を提供する。
【００５６】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、周囲光光量センサにより検出された投影前のスクリーンからの反射光に基づいて画像の明るさを変化させるので、観察者は最適な明るさでスクリーン上の画像を観察することができる。
【００５７】
請求項２５に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記投影光学手段が投影する画像の倍率を変更するズーム手段を有し、前記システム制御手段が、前記投影光学手段により投影する画像が前記ズーム手段によって所定サイズよりも小さくされたときに前記ＬＥＤモードを選択し、所定サイズよりも大きくされたときに前記ブースターモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００５８】
この発明に係る画像投影装置においては、ズーム手段を有しているので、観察者は、任意の倍率で画像を観察することができる。また、この際、画像の倍率に応じて演色性を優先させたり、明るさを優先させることができるので、画像の見易さが向上する。
【００５９】
請求項２６に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記投影光学手段が投影する画像の光量を検出する投影光量センサを有し、前記システム制御手段が、前記投影光量センサにより検出された投影画像の光量が所定値よりも小さいときには前記ブースターモードを選択し、所定値よりも大きいときには前記ＬＥＤモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００６０】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、投影光量センサによって検出された投影画像の光量に応じて画像の明るさを変化させるので、観察者は、最適な明るさで画像の観察を行うことができる。
【００６１】
請求項２７に係る発明は、請求項２６記載の画像投影装置において、前記投影光学手段がスクリーンに対して画像を投影する場合、前記投影光量センサが、投影光学手段が画像を投影した状態でのスクリーンからの反射光を検出する画像投影装置を提供する。
【００６２】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、投影光量センサにより検出された投影中のスクリーンからの反射光に基づいて画像の明るさを変化させるので、観察者は最適な明るさでスクリーン上の画像を観察することができる。
【００６３】
請求項２８に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記ランプの故障を検出するランプ故障検出手段を有し、前記システム制御手段が、前記ランプ故障検出手段が前記ランプの故障を検出したときに前記ＬＥＤモードを選択する画像投影装置を提供する。  
【００６４】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御手段が、ランプ故障検出手段によりランプの故障を検出したときにＬＥＤモードを選択するので、仮にランプが故障により消灯した場合でも、観察者は投影画像の観察を続行することができる。
【００６５】
請求項２９に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記ランプが射出する照明光の光量低下を検出するランプ光量検出手段を有し、前記システム制御手段が、前記ランプ光量検出手段が前記ランプにより射出される照明光の光量低下を検出したときに、前記ブースターモードを選択すると共に照明光の光量低下を補うように前記ＬＥＤ駆動手段を制御する画像投影装置を提供する。
【００６６】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、ランプ光量検出手段により、ランプが射出する照明光の光量低下を検出したときに、ブースターモードに切り替えると共に光量低下を補うようにＬＥＤ駆動手段の制御を行う。これにより、仮にランプモードで投影画像の観察を行っているときに、ランプの何らかの不具合により照明光の低下が生じたとしても、観察者は投影画像の観察を続行することができる。
【００６７】
請求項３０に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、各構成品への電源供給がバッテリーによるものか否かを検出する電源監視手段を有し、前記システム制御手段が、前記電源監視手段により電源供給がバッテリーによるものと検出されたときに、前記ＬＥＤモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００６８】
この発明に係る画像投影装置においては、電源監視手段により電源供給がバッテリーによるものと検出されたときに、システム制御部がＬＥＤモードを選択するので、バッテリーの消費電力を極力抑えた状態で投影画像の観察を行うことができる。
【００６９】
請求項３１に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記投影光学手段が投影する画像における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光量を検出する投影光量センサと、該投影光量センサが検出した各色の光量に基づいてホワイトバランスを演算し、演算したホワイトバランスに応じて前記ＬＥＤ駆動手段の制御量を調整するホワイトバランス演算設定手段とを有する画像投影装置を提供する。
【００７０】
この発明に係る画像投影装置においては、ホワイトバランス演算設定手段が、投影光量センサにより検出された各色の光量バランスに基づいて最適なホワイトバランスを演算してＬＥＤ駆動手段の制御量を調整するので、観察者は最適な色バランスで投影画像の観察を行うことができる。
【００７１】
請求項３２に係る発明は、請求項３１記載の画像投影装置において、前記ホワイトバランス演算設定手段が、前記ＬＥＤモード、ブースターモード、ダイナミック・セレクションモードのそれぞれにおけるホワイトバランスが略等しくなるように前記ＬＥＤ駆動手段の制御量を調整する画像投影装置を提供する。
【００７２】
この発明に係る画像投影装置においては、ホワイトバランス演算設定手段が、各モードにおいてそれぞれホワイトバランスが略等しくなるようにＬＥＤ駆動手段の制御量を調整するので、観察者は選択したモードに関わらず、略同一の色バランスで投影画像の観察を行うことができ、見易さが向上する。
【００７３】
請求項３３に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記システム制御手段が、起動直後に前記ブースターモードを選択すると共に、前記ランプから射出する照明光の光量が所定光量以上となる経過時間後に前記ランプモード又はブースターモードを選択する画像投影装置を提供する。
【００７４】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部が、起動直後にブースターモードを選択するので、ランプの立ち上がりの遅さに起因する光量不足をＬＥＤ光源手段からの照明光で補える。そして、システム制御部は、ランプの照明光の光量が所定光量以上となる経過時間後に、ランプモード又はブースターモードに切り替えを行う。
従って、観察者は、起動直後から投影画像の観察を行うことができ、使い易さの向上を図ることができる。
【００７５】
請求項３４に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記システム制御手段が選択するモードが、前記ランプモードから前記ＬＥＤモードに切り替わった際、又は、前記ブースターモードから前記ＬＥＤモードに切り替わった際に、前記ランプが射出した照明光を光学的に遮光するランプ遮光手段を有する画像投影装置を提供する。
【００７６】
この発明に係る画像投影装置においては、ランプ遮光手段によりランプから射出された照明光を光学的に遮光できるので、ランプの立ち上がり時間や消灯時間に関わらず、ランプモードとＬＥＤモードとをより円滑に切り替えることができる。
【００７７】
請求項３５に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記ランプが発する熱と前記ＬＥＤ光源手段が発する熱とを装置外に排出する冷却手段を有し、該冷却手段が、前記ランプモードが選択された際には前記ランプで発生した熱を逃がしやすい第１の経路で熱を排出し、前記ＬＥＤモードが選択された際には前記ＬＥＤ光源手段で発生した熱を逃がしやすい第２の経路で熱を排出する画像投影装置を提供する。
【００７８】
この発明に係る画像投影装置においては、冷却手段が、ランプモード又はＬＥＤモードに応じて、第１の経路又は第２の経路によりランプ又はＬＥＤ光源手段で発生した熱を装置外に排出するので、熱による影響を極力低減させることができる。よって、投影画像の観察を長時間行えると共に製品の信頼性の向上を図ることができる。
【００７９】
請求項３６に係る発明は、請求項３５記載の画像投影装置において、前記冷却手段が、排気ファン、シャッタ機能を有する第１の吸気孔及び第２の吸気孔を有し、前記第１の経路で熱を逃がす際には、前記第１の吸気孔のシャッタを開け且つ前記第２の吸気孔のシャッタを閉じた状態で前記排気ファンから空気を装置外に排出し、前記第２の経路で熱を逃がす際には、前記第１の吸気孔のシャッタを閉じ且つ前記第２の吸気孔のシャッタを開けた状態で前記排気ファンから空気を装置外に排出する画像投影装置を提供する。
【００８０】
この発明に係る画像投影装置においては、第１の吸気孔及び第２の吸気孔のシャッタの開閉動作と排気ファンの動作とを組み合わせることで、第１の経路又は第２の経路を利用して確実に熱の排出を行うことができる。特に、シャッタ機能を有する両吸気孔を利用するので、両吸気孔に隙間等が生じることがなく、確実に所望する経路で熱の排出を行うことができる。
【００８１】
請求項３７に係る発明は、請求項１８記載の画像投影装置において、前記システム制御手段により選択されているモードを、観察者が認識可能に表示する選択モード表示手段を有する画像投影装置を提供する。
【００８２】
この発明に係る画像投影装置においては、観察者が選択モード表示手段を確認することで、モードの確認を容易且つ確実に認識できるので使い易く、モードの選択ミスを低減できる。
【００８３】
請求項３８に係る発明は、入力される画像情報に応じた画像を投影する画像投影装置であって、請求項１１に記載の光源装置と、前記入力される画像情報に応じて変調される空間変調素子と、前記合成光学手段から射出された照明光を導いて前記空間変調素子を照明する照明光学手段と、前記照明光学手段で照明され、前記空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学手段と、前記ＬＥＤ光源手段が射出する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の照明光量を調整することで、前記投影光学手段が投影する画像の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の中心波長を調整する色調整手段とを有する画像投影装置を提供する。
【００８４】
この発明に係る画像投影装置においては、照明光学手段が、合成光学手段から射出された中心波長がそれぞれ異なる２種類の赤色、緑色、青色の照明光を導いて空間変調素子の照明を行う。そして、投影光学手段が、照明光学手段により照射されると共に入力された画像情報に応じて変調された画像を投影する。この際、合成光学手段から射出される照明光は、上述したように、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光であるので、観察者は、投影された画像を鮮明に観察することができる。また、色調整手段により、投影画像の各色の照明光量を調整することで、各色の中心波長を調整することもできる。
例えば、カラーホイールの赤色（Ｒ）のフィルタを透過する照明光の中心波長を７３０ｎｍ、ＬＥＤ光源手段が射出する赤色（Ｒ）の照明光の中心波長を６３０ｎｍとした時、これら２つの照明光を合成した照明光の光強度での平均の中心波長は、ＬＥＤ光源手段が射出する赤色（Ｒ）の照明光の強度を上げる（照明光量を増やす）ことによって６３０
ｎｍ方向にシフトさせることができる。
【００８５】
請求項３９に係る発明は、白色の照明光を射出するランプと、複数色の色フィルタを回転させ、前記ランプから射出した照明光が入射する色フィルタを順次切り換えるカラーホイールと、該カラーホイールを回転駆動させると共に回転を制御するホイール駆動手段と、少なくとも１種類の色の照明光を射出させるＬＥＤ光源手段と、該ＬＥＤ光源手段を駆動すると共に射出する照明光を制御するＬＥＤ駆動手段と、前記カラーホイールの色フィルタを通過した照明光、又は、前記ＬＥＤ光源手段から射出された照明光のいずれかの照明光を選択して反射する選択反射手段と、該選択反射手段で選択対象となる前記各照明光の色が同じ色となるように、前記ホイール駆動手段と前記ＬＥＤ駆動手段とを制御するシステム制御手段とを有する光源装置を提供する。
【００８６】
この発明に係る光源装置においては、ランプから射出された白色の照明光が、カラーホイール駆動手段によって回転が制御されているカラーホイールの色フィルタに入射し、該色フィルタに応じた色で射出される。一方、ＬＥＤ光源手段から射出された照明光は、ＬＥＤ駆動手段によってその色等が制御されている。そして、これら両照明光のうちいずれかの照明光が、選択反射手段によって選択されて反射され、照明光として射出される。この際、システム制御手段が、選択対象となる各照明光の色が同じ色になるように、ホイール駆動手段及びＬＥＤ駆動手段を制御するので、必ず同一の色の照明光が反射される。
即ち、ランプから射出された照明光とＬＥＤ光源手段から射出された照明光とを、それぞれ同じ色の状態で選択して反射させることができる。よって、ランプによって大光量が確保されている照明光と、ＬＥＤ光源手段によって光線角が小さく演色性が優れている照明光とを任意に選択でき、明るさ（十分な輝度）が優先された照明光又は演色性が優れた照明光を確実に得ることができる。
【００８７】
請求項４０に係る発明は、請求項３９記載の光源装置において、前記選択反射手段は、ＤＭＤである光源装置を提供する。
【００８８】
この発明に係る光源装置においては、ＤＭＤ（登録商標）（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を利用して確実に照明光の反射を行うことができる。
【００８９】
請求項４１に係る発明は、入力される画像情報に応じた画像を観察者が観察可能なように投影する画像投影装置であって、請求項３９又は４０記載の光源装置と、前記入力される画像情報に応じて変調される空間変調素子と、前記選択反射手段が反射した照明光を導いて、前記空間変調素子を照明する照明光学手段と、該照明光学手段で照明され、前記空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学手段とを有する画像投影装置を提供する。
【００９０】
この発明に係る画像投影装置においては、照明光学手段が、選択反射手段から反射された照明光を導いて空間変調素子の照明を行う。そして、投影光学手段が、照明光学手段により照射されると共に入力された画像情報に応じて変調された画像を投影する。この際、選択反射手段から反射される照明光は、上述したように、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光であるので、観察者は、投影された画像を鮮明に観察することができる。
【００９１】
請求項４２に係る発明は、請求項４１記載の画像投影装置において、前記システム制御手段が、前記照明光学手段が前記空間変調素子を照明する条件として、ランプモード、ＬＥＤモード、ダイナミック・セレクションモードの３モードのうち少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能であり、前記選択反射手段から射出する照明光が、前記ランプモードを選択した際には前記ランプから射出した照明光のみ、前記ＬＥＤモードを選択した際には前記ＬＥＤ光源手段から射出した照明光のみ、前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際には前記ランプモードと前記ＬＥＤモードを前記画像情報の１フレーム期間内で切り換えることで射出した照明光となるように制御する画像投影装置を提供する。
【００９２】
この発明に係る画像投影装置においては、システム制御部がランプモード、ＬＥＤモード、ダイナミック・セレクションモードの３モードのうち、少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能であり、選択されたモードに応じて、選択反射手段により反射される照明光が変化し、空間変調素子を照明するので、状況に応じて最適な画像情報の投影を行うことができる。
例えば、明るさを優先したモードや演色性を優先した高色再現モード等を用途に応じて選択できるので、利用価値の向上化を図ることができる。
【００９３】
請求項４３に係る発明は、請求項４２記載の画像投影装置において、前記システム制御部が、前記ダイナミック・セレクションモードを選択した際に、前記選択制御手段から反射される照明光の色毎に、前記ランプモードと前記ＬＥＤモードとを選択し切り換える画像投影装置を提供する。
【００９４】
この発明に係る画像投影装置においては、ダイナミック・セレクションモードを選択したときに、システム制御部が、選択反射手段から反射される照明光の色毎に、ランプモードとＬＥＤモードとを選択して切り換えるので、画像情報に応じて所定の色又はそれ以外の色のみの演色性を優先させることが可能である。このように、画像情報に応じて最適な投影を行うことができる。
【発明の効果】
【００９５】
この発明に係る光源装置によれば、ランプから射出された照明光とＬＥＤ光源手段から射出された照明光とをそれぞれ同じ色の状態で合成でき、大光量が確保されていると共に光線角が小さく演色性が優れている照明光を得ることができる。従って、明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光を確実に得ることができる。
また、この発明に係る画像撮影装置によれば、上述した明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光を利用できるので、観察者にとって鮮明に観察することができる投影画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９６】
次に、本発明に係る光源装置及び画像撮像装置の第１実施形態を、図１から図９を参照して説明する。
本実施形態の画像投影装置１は、入力される画像情報に応じた画像を観察者が観察可能なように投影するものであって、図１に示すように、光源装置２と、入力される画像情報に応じて変調されるＤＭＤ（登録商標）（Digital Micromirror Device）（空間変調素子）３と、光源装置２の後述する合成プリズム（合成光学手段）１６から射出された照明光を導いて、ＤＭＤ（登録商標）３を照明する照明光学手段４と、該照明光学手段４で照明され、ＤＭＤ（登録商標）３で変調された画像をスクリーン５上に投影する投影レンズ（投影光学手段）６とを備えている。
【００９７】
上記光源装置２は、図２に示すように、白色の照明光を射出するランプ１０と、複数色の色フィルタ１１を回転させ、ランプ１０から射出した照明光が入射する色フィルタ１１を順次切り替えるカラーホイール１２と、該カラーホイール１２を回転駆動させると共に回転を制御するホイール駆動手段１３と、少なくとも１種類の色の照明光を射出するＬＥＤ光源手段１４と、該ＬＥＤ光源手段１４を駆動すると共に射出させる照明光を制御するＬＥＤ駆動手段１５と、上記カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光と、上記ＬＥＤ光源手段１４から射出された照明光とを光学的に合成可能として射出する合成プリズム１６と、該合成プリズム１６で合成した際の各照明光の色が同じ色になるように、ホイール駆動手段１３とＬＥＤ光学手段とを制御するシステム制御部（システム制御手段）１７とを備えている。
【００９８】
上記ランプ１０は、その周囲がランプリフレクタ２０によって囲まれており、一方向（紙面に対して右側）に白色の照明光を射出するようになっている。また、ランプ１０は、ランプ点灯制御部２１によって制御されるランプ駆動部２２によって点灯するようになっている。また、ランプ点灯制御部２１は、上記システム制御部１７により制御されるようになっている。
上記カラーホイール１２は、図２及び図３に示すように、ランプ１０から射出される照明光の射出方向に配されており、回転軸２３を中心とする円盤状に形成されている。また、カラーホイール１２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の上記色フィルタ１１をそれぞれ２つ毎有している。この色フィルタ１１は、カラーホイール１２の回転方向とは逆方向に向かって赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順序に配置されている。
なお、本実施形態においては、緑色の色フィルタ１１の占める割合（θｇ）が最も大きく、次に赤色（θｒ）、青色（θｂ）の順になっている。また、各色フィルタ１１の間（境）は、ランプ１０からの照明光を光学的に遮光する黒色の遮光領域（図３に示す斜線領域）となっている。
【００９９】
上記ホイール駆動手段１３は、図２に示すように、上記回転軸２３の基端に接続され、該回転軸２３を介してカラーホイール１２を回転駆動させるモータ２４と、該モータ２４を制御するホイール駆動部２５とを有している。なお、このホイール駆動部２５は、上記システム制御部１７により制御されるようになっている。
また、カラーホイール１２は、回転センサ駆動部２６によって作動が制御される回転センサ２７により回転数が測定されている。この測定された回転数は、回転センサ駆動部２６を介してシステム制御部１７に送られる。また、システム制御部１７は、送られてきた回転数に基づいてカラーホイール１２を所定の回転数にするようにホイール駆動部２５を制御する。
【０１００】
上記ＬＥＤ光源手段１４は、図２、図４及び図５に示すように、少なくとも２色以上の照明光を射出する複数のＬＥＤ素子３０と、該複数のＬＥＤ素子３０から射出された照明光を上記合成プリズム１６に導く導光手段３１とを有している。また、ＬＥＤ駆動手段１５は、複数のＬＥＤ素子３０が時系列的に順次点灯するように駆動すると共に、複数のＬＥＤ素子３０の点灯タイミングに同期して、導光手段３１を複数のＬＥＤ素子３０に対して相対的に移動するように制御している。
上記複数のＬＥＤ素子３０は、それぞれＬＥＤパッケージ３０ａ及びＬＥＤ発光チップ３０ｂからなるものであり、円周上に配置されて円周の中心に向かって照明光を射出するようになっている。
なお、本実施形態の複数のＬＥＤ素子３０は、カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光の色数と等しい色数の照明光、即ち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の照明光を射出するようになっている。
【０１０１】
また、その順序は上記回転軸２３の回転方向、即ち、カラーホイール１２の回転方向に向けて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順に配置されている。即ち、カラーホイール１２の回転方向とは逆方向に向かう色フィルタ１１の色順序と、導光手段３１の移動方向におけるＬＥＤ素子３０が射出する照明光の色順序とが同じになっている。
また、ＬＥＤ素子３０は、各色の占める割合が、上記色フィルタ１１と同一の割合、即ち、緑色（θｇ）が最も大きく、次に赤色（θｒ）、青色（θｂ）の順となっている。更に、各色のＬＥＤ素子３０の間（境）は、所定の隙間が設けられているか、又は、点灯しないＬＥＤ素子が配されている。
これら、各ＬＥＤ素子３０は、図２に示すように、ＬＥＤ点灯制御部３２によって制御されるＬＥＤ駆動部３３により各色を点灯するようになっている。また、ＬＥＤ点灯制御部３２は、上記システム制御部１７によって制御されるようになっている。これら、ＬＥＤ点灯制御部３２及びＬＥＤ駆動部３３は、上記ＬＥＤ駆動手段１５を構成している。
【０１０２】
上記導光手段３１は、図２及び図５に示すように、両端から照明光が入射可能な２つの平行ロッド３１ａ及び該平行ロッド３１ａから入射した照明光の向きを回転軸２３の軸線方向に向けて９０度変更する２つのプリズム３１ｂにより、四角柱状に形成されている。また、導光手段３１は、上記複数のＬＥＤ素子３０の円周の中心を回転中心として、回動（回転）するようになっている。即ち、上記モータ２４に接続された回転軸２３は、カラーホイール１２を挿通した後、該カラーホイール１２に隣接する位置でロッド支持部３４に接続されており、該ロッド支持部３４に導光手段３１が固定されている。つまり、ＬＥＤ光源手段１４は、モータ２４の回転駆動力を利用して導光手段３１を回動するようになっている。
そして、導光手段３１は、回動することでＬＥＤ素子３０が射出する照明光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順に両端から平行ロッド３１ａに取り込むと共に、プリズム３１ｂで角度を変更した後、回転軸２３の軸線方向に射出している。
【０１０３】
また、ホイール駆動手段１３が駆動するカラーホイール１２の単位時間当たりの回転数と、ＬＥＤ駆動手段１５が回動させる導光手段３１の単位時間当たりの回転数とが等しくなるように設定されている。即ち、システム制御部１７は、カラーホイール１２の単位時間当たりの回転数と、導光手段３１が回動する単位時間当たりの回転数とが等しくなるように、ホイール駆動部２５及びＬＥＤ点灯制御部３２をそれぞれ制御している。
【０１０４】
上記合成プリズム１６は、図２及び図５に示すように、カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光が入射する第１の面１６ａと、上記ＬＥＤ光源手段１４から射出された照明光が入射する第２の面１６ｂと、少なくとも第１の面１６ａ及び第２の面１６ｂから入射した照明光が射出する第３の面１６ｃとを有している。
また、この合成プリズム１６は、ライトパイプ３５を介して導光手段３１の２つのプリズム３１ｂに第２の面１６ｂが所定の間隔を空けて隣接するように配されており、第３の面１６ｃから射出された照明光が回転軸２３の軸線方向に射出するようになっている。なお、ライトパイプ３５の内周面は、照明光を反射する高効率反射面となっており、導光手段３１から射出された照明光を確実に第２の面１６ｂに入射させる機能を有する。
また、カラーホイール１２を通過した光は、図２に示すように、プリズム及びロッドからなるランプ導光ユニット３６により導かれて合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射するようになっている。
また、第３の面１６ｃからは、さらに第１の面１６ａから入射した照明光のうち第２の面１６ｂで全反射した照明光と、第２の面１６ｂから入射した照明光のうち第１の面１６ａで全反射した照明光とが射出されるようになっている。
【０１０５】
上記投影レンズ６は、図１に示すように、スクリーン５の正面で、スクリーン５から所定の間隔を置いた位置に配されている。また、上記ＤＭＤ（登録商標）３は、図示しない微小可動ミラーを複数有する半導体光スイッチであり、投影レンズ６と上記光源装置２との間に配されている。微小可動ミラーは、電源のＯＮ、ＯＦＦ状態で角度が変更するようになっており、ＯＮ状態で照明光が投影レンズ６に向くようになっている。また、入力される画像に応じて、微小可動ミラーのＯＮ、ＯＦＦ状態を制御して、変調できるようになっている。このように、ＯＮ、ＯＦＦ制御を行うことで、照明光で照明された変調画像を投影レンズ６に入射可能とされている。
【０１０６】
上記照明光学手段４は、テーパーロッド４０、リレーレンズ４１、照明系絞り４２、反射ミラー４３及びＴＩＲプリズム４４を備えている。
テーパーロッド４０は、図１及び図２に示すように、回転軸２３の軸線に平行に配されており、一端が合成プリズム１６の第３の面１６ｃに接している。これにより、第３の面１６ｃから射出された照明光は、テーパーロッド４０の内周面で反射を繰り返しながら進み、拡散角度が抑えられた略平行光束状態で他端（出射面）から射出する。また、このテーパーロッド４０に隣接して、上記リレーレンズ４１、照明系絞り４２、反射ミラー４３が順に配されており、反射ミラー４３で反射された光はＴＩＲプリズム４４によってＤＭＤ（登録商標）３に入射するようになっている。
このＴＩＲプリズム４４は、空気層を間に挟んだ２つのプリズムからなり、反射ミラー４３で反射された照明光を、全反射により上記ＤＭＤ（登録商標）３に入射させる機能を有している。
【０１０７】
上記システム制御部１７は、照明光学手段４が、ＤＭＤ（登録商標）３を照明する条件として、ランプモード、ＬＥＤモード、ブースターモード、ダイナミック・セレクションモードの４モードのうち、少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能とされている。
また、システム制御部１７は、合成プリズム１６から射出される照明光が、ランプモードを選択した際にはランプ１０から射出した照明光のみ、ＬＥＤモードを選択した際にはＬＥＤ光源手段１４から射出した照明光のみ、ブースターモードを選択した際には少なくとも１色の照明光においてランプ１０及びＬＥＤ光源手段１４から射出した照明光のみ、ダイナミック・セレクションモードを選択した際にはランプモードとＬＥＤモードとを画像情報の１フレーム期間内で切り替えることで射出した照明光となるように制御している。これについては、後に詳細に説明する。
なお、本実施形態においては、図２及び図６に示すように、ランプモード、ＬＥＤモード及びブースターモードの３つモードから１つのモードを選択可能とされている。
【０１０８】
また、本実施形態の画像投影装置１は、図６に示すように、観察者が操作可能であり、上記３モードのうちシステム制御部１７が選択するモードを特定する照明モード選択部５０を有している。
この照明モード選択部５０は、これら３つのモードをそれぞれを選択可能なマニュアルスイッチであるランプモードＳＷ５１、ＬＥＤモードＳＷ５２及びブースターモードＳＷ５３を有している。
また、システム制御部１７は、ランプ点灯消灯指示部５４及びＬＥＤ点灯消灯指示部５５を有しており、上記各ＳＷ５１、５２、５３で選択したモードに応じて、ランプ点灯制御部２１及びＬＥＤ点灯制御部３２を制御するようになっている。これについても後に詳細に説明する。
【０１０９】
更に、本実施形態の画像投影装置１は、図２及び図６に示すように、投影レンズ６が投影する画像における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光量を検出する投影光量センサ５６と、該投影光量センサ５６が検出した各色の光量に基づいてホワイトバランスを演算し、演算したホワイトバランスに応じてＬＥＤ駆動手段１５の制御量を調整するホワイトバランス演算設定部（ホワイトバランス演算設定手段）５７とを備えている。
投影光量センサ５６は、テーパーロッド４０の出射面である他端側に配されており、光量センサ駆動部５８によって作動が制御されている。この光量センサ駆動部５８は、ホワイトバランス演算設定部５７により作動が制御されている。
また、ホワイトバランス演算設定部５７は、ＬＥＤモード、ブースターモード（又は、ダイナミック・セレクションモード）のそれぞれにおけるホワイトバランスが略等しくなるようにＬＥＤ駆動手段１５の制御量を調整するようになっている。即ち、ホワイトバランス演算設定部５７は、システム制御部１７が有するＬＥＤ光量調整部５９を介してＬＥＤ点灯制御部３２を制御するようになっている。
【０１１０】
このように構成された画像投影装置１及び光源装置２により、スクリーン５上に画像を投影する場合について、図７及び図８を参照しながら以下に説明する。
なお、図８に示すｒ１、ｇ１、ｂ１、ｒ２、ｇ２及びｂ２は、各色の光量（点灯強度×点灯時間）を示している。
まず、観察者は、画像投影装置１の各電源を入れた後、照明モード選択部５０により所望するモードの選択を行い（Ｓ１）、画像投影を開始する。
観察者がランプモードＳＷ５１を入れて、ランプモードを選択した場合（Ｓ２）には、図６に示すように、ランプモードＳＷ５１からシステム制御部１７のランプ点灯消灯指示部５４に信号が入力される。これを受けて、ランプ点灯消灯指示部５４は、ランプ点灯制御部２１にランプ１０の点灯を指示すると共に、ＬＥＤ点灯消灯指示部５５にＬＥＤを消灯させるよう指示を行う（Ｓ３）。これにより、ランプ点灯制御部２１は、ランプ駆動部２２を作動させてランプ１０を点灯させる（Ｓ４）。また、ＬＥＤ点灯消灯指示部５５は、ＬＥＤ駆動部３３を作動させないようＬＥＤ点灯制御部３２に指示を送る。
【０１１１】
また、システム制御部１７は、電源が投入された後、ホイール駆動部２５に指示を送り、ホイールモータ２４を駆動させて回転軸２３を回転させる。これにより、カラーホイール１２が、図３に示す方向に回転を行う。また、システム制御部１７は、同時に回転センサ駆動部２６に指示を送り、回転センサ２７を作動させてカラーホイール１２の回転数の検出を行わせる。そして、システム制御部１７は、回転センサ２７から送られてくる回転数に基づいて、カラーホイール１２を所定の回転数で回転させるようホイール駆動部２５に指示を送る。なお、この際、カラーホイール１２の回転と同時に導光手段３１も回転している。
【０１１２】
ここで、上記指示によりランプ１０から射出された照明光は、図２に示すように、ランプリフレクタ２０により一方向（図２において紙面に対して右側）に射出された後、カラーホイール１２の色フィルタ１１に入射する。この際、照明光の入射位置に色フィルタ１１が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順序で次々に切り替わるので、照明光もこの色順序で射出される。
そして、色フィルタ１１を通過した照明光は、ランプ導光ユニット３６に導かれて合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射し、直接又は第２の面１６ｂで全反射した後、第３の面１６ｃから射出される。
【０１１３】
第３の面１６ｃから射出された照明光は、テーパーロッド４０の一端側から内部に入射し、内部で反射を繰り返しながら略平行光となって他端側から射出される。そして、照明光は、図１に示すように、リレーレンズ４１によってリレーされた後、照明系絞り４２によって所定の照明光幅に絞られ、反射ミラー４３で反射される。反射された照明光は、ＴＩＲプリズム４４に入射し、全反射を繰り返した後、ＤＭＤ（登録商標）３に入射する。ここで、ＤＭＤ（登録商標）３は、入力される画像に応じて変調され、各色に応じて微小可動ミラーをＯＮ、ＯＦＦ制御して角度を変えることで照明光を投影レンズ６に適時入射させる。これにより、最適な画像が投影レンズ６に入射する。そして、投影レンズ６によりこの画像がスクリーン５上に投影される。
このランプモードの選択により投影される画像は、ランプ１０から射出された照明光であるので、観察者は、大光量で投影画像の観察を行うことができる。特に、カラーホイール１２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色であるので、観察者は、全ての色について十分な明るさ（輝度）で投影画像の観察を行うことができる。
【０１１４】
次に、上記Ｓ１の後、観察者がブースターモードＳＷ５３を入れて、ブースターモードを選択した場合（Ｓ５）には、図６に示すように、ブースターモードＳＷ５３からシステム制御部１７のランプ点灯消灯指示部５４及びＬＥＤ点灯消灯指示部５５に信号が入力される。これを受けて、ランプ点灯消灯指示部５４及びＬＥＤ点灯消灯指示部５５は、ランプ点灯制御部２１及びＬＥＤ点灯制御部３２に、ランプ１０及びＬＥＤ素子３０の点灯を指示する（Ｓ６）。これにより、ランプ点灯制御部２１が、ランプ駆動部２２を作動させてランプ１０を点灯させると共に、ＬＥＤ点灯制御部３２が、ＬＥＤ駆動部３３を作動させてＬＥＤを点灯させる（Ｓ７）。
【０１１５】
また、システム制御部１７は、ホイール駆動部２５に指示を送り、ホイールモータ２４を駆動させて回転軸２３を回転させ、カラーホイール１２を回転させる。この際、上述したように、システム制御部１７は、回転センサ２７から送られてくる回転数に基づいて、カラーホイール１２を所定の回転数で回転させる。また、カラーホイール１２の回転に併せて回転軸２３の一端に接続されているロッド支持部３４が回転する。これにより、図４及び図５に示すように、導光手段３１が回転軸２３を中心軸として回動（回転）する。本実施形態においては、同一の回転軸２３にカラーホイール１２及び導光手段３１が接続されているので、カラーホイール１２の単位時間当たりの回転数と、導光手段３１の単位時間当たりの回転数とが等しくなっている。
ここで、上記指示により、ランプ１０から射出された照明光は、図８に示すように、上述したランプモードと同様に色フィルタ１１に入射すると共に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順で射出される。そして、色フィルタ１１を通過した照明光は、ランプ導光ユニット３６に導かれて合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射する。
【０１１６】
一方、ＬＥＤ点灯制御部３２は、図４及び図５に示すように、ＬＥＤ素子３０を導光手段３１の回動（回転）に併せて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順に時系列的に点灯するようＬＥＤ駆動部３３の制御を行う。即ち、導光手段３１の回転数に併せて、平行ロッド３１ａの両端に位置するＬＥＤ素子３０を順に点灯させる。
これにより、導光手段３１は、図８に示すように、平行ロッド３１ａの両端から赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順でＬＥＤ素子３０が射出する照明光を確実に取り込むことができる。平行ロッド３１ａの両端から入射した照明光は、図５に示すように、プリズム３１ｂにより向きが変更された後、合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射する。
この際、カラーホイール１２の回転数と導光手段３１の回転数とが同一であり、また、色順序も同一であるので、合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射するＬＥＤ素子３０からの照明光と、合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射する上記カラーホイール１２からの照明光とは、図８に示すように、同じ色が同じタイミングで入射することとなる。
【０１１７】
この同じ色の２つの照明光は、図５に示すように、合成プリズム１６により合成され、第３の面１６ｃからテーパーロッド４０に向けて射出される。この際、第１の面１６ａから入射した照明光は、直接又は第２の面１６ｂで全反射した後、第３の面１６ｃから射出すると共に、第２の面１６ｂから入射した照明光は、同様に直接又は第１の面１６ａで全反射した後、第３の面１６ｃから射出する。このように、各照明光は、合成プリズム１６により無駄なく効率良く合成されて第３の面１６ｃから射出される。
【０１１８】
テーパーロッド４０に入射した合成後の照明光は、上記ランプモードと同様に、照明光学手段４により導かれてＤＭＤ（登録商標）３を照明する。そして、投影レンズ６による投影画像の照明光に利用される。
このブースターモードの選択により投影される画像は、図８に示すように、ランプ１０から射出された照明光とＬＥＤ光源手段１４から射出された照明光とを合成した照明光であるので、観察者は、全ての色について明るさ（輝度）が十分な大光量で、且つ、演色性に優れた投影画像の観察を行うことができる。従って、鮮明に投影画像の観察を行うことができる。なお、図８に示すように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）で１フレーム（約１／１２０秒）を構成している。
【０１１９】
特に、本実施形態の画像投影装置１は、投影画像のホワイトバランスを最適な状態に設定することができる（ステップＷ）。
即ち、システム制御部１７は、光量センサ駆動部５８に指示を送り、投影光量センサ５６を作動させる。投影光量センサ５６は、テーパーロッド４０の出射面（他端）から射出される照明光における、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光量を検出する（Ｓ８）。ホワイトバランス演算設定部５７は、この検出された各色の光量に基づいて、ＬＥＤ素子３０の各色毎の目標光量と検出された光量との差を求め、必要な補正光量値の算出を行う（Ｓ９）。そして、ホワイトバランス演算設定部５７は、補正光量値に基づいて各色の光源制御量をＬＥＤ光量調整部５９に送る。該ＬＥＤ光量調整部５９は、送られた光量制御量に基づいてＬＥＤ点灯制御部３２の制御を行う。これを受けて、ＬＥＤ点灯制御部３２は、各ＬＥＤ素子３０が射出する照明光の各色光量の調整を行う（Ｓ１０）。
ホワイトバランス演算設定部は、投影光量センサから送られてきた調整後の各色の光量により、ホワイトバランスが目標値に達しているか否かを判断し（Ｓ１１）、目標値に達するまで調整を行う。
これにより、合成後の照明光を最適なホワイトバランスに設定できるので、観察者は、最適な色のバランスで投影画像の観察を行うことができる。
【０１２０】
次に、上記Ｓ１の後、観察者がＬＥＤモードＳＷ５２を入れて、ＬＥＤモードを選択した場合（Ｓ１２）には、図６に示すように、ＬＥＤモードＳＷ５２からシステム制御部１７のＬＥＤ点灯消灯指示部５５に信号が入力される。これを受けて、ＬＥＤ点灯消灯指示部５５は、ＬＥＤ点灯制御部３２にＬＥＤの点灯を指示すると共に、ランプ点灯消灯指示部５４にランプ１０を消灯させるよう指示を行う（Ｓ１３）。これにより、ＬＥＤ点灯制御部３２は、ＬＥＤ駆動部３３を作動させてＬＥＤを点灯させる（Ｓ１４）。また、ランプ点灯消灯指示部５４は、ランプ駆動部２２を作動させないようランプ点灯制御部２１に指示を送る。
【０１２１】
また、ＬＥＤ駆動手段１５は、ホイール駆動部２５に指示を送り、ホイールモータ２４を駆動させて回転軸２３を回転させる。これにより、上述したようにカラーホイール１２が回転する。これにより、カラーホイール１２と同一の回転軸２３に接続されているロッド支持部３４が回転する。よって、導光手段３１が、図４及び図５に示すようにカラーホイール１２と同一回転数で回転を行う。
また、ＬＥＤ点灯制御部３２が、図４及び図５に示すように、ＬＥＤ素子３０を導光手段３１の回動（回転）に併せて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順に時系列的に点灯するようＬＥＤ駆動部３３の制御を行う。これにより、上記ブースターモードと同様に、導光手段３１は、平行ロッド３１ａの両端から赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の順でＬＥＤ素子３０が射出する照明光を確実に取り込んで、合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射させる。
【０１２２】
合成プリズム１６に入射した照明光は、直接又は第１の面１６ａで全反射した後、第３の面１６ｃから射出してテーパーロッド４０に入射する。テーパーロッド４０に入射した照明光は、上記ランプモード及びブースターモードと同様に、照明光学手段４により導かれてＤＭＤ（登録商標）３を照明する。そして、投影レンズ６による投影画像に利用される。
また、このＬＥＤモードも上記ブースターモードと同様に、上記ステップＷにより、照明光のホワイトバランスの調整が行われる。従って、観察者は、演色性に優れた投影画像を最適な色のバランスで観察することができる。
【０１２３】
上述したように、本実施形態の光源装置２によれば、カラーホイール１２を通過したランプ１０から射出された照明光と、ＬＥＤ素子３０から射出された照明光とを、システム制御部１７による制御により同じ色の状態で合成プリズム１６により合成できるので、明るさが十分で演色性に優れた高効率な照明光を確実に得ることができる。
特に、合成プリズム１６で各照明光を合成する際、第１の面１６ａ及び第２の面１６ｂから入射した照明光を単に第３の面１６ｃで射出させるだけでなく、第１の面１６ａ及び第２の面１６ｂでの全反射を利用して第３の面１６ｃから射出させることができるので、確実且つ効率良く照明光の合成を行うことができる。
【０１２４】
また、複数のＬＥＤ素子３０は、ＬＥＤ駆動手段１５による制御を受けて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の照明光を時系列に順次点灯して射出すると共に、導光手段３１が複数のＬＥＤ素子３０の点灯タイミングに同期して相対的な移動を行う。これにより、導光手段３１は、複数のＬＥＤ素子３０のうち点灯するＬＥＤ素子３０からの照明光を確実に合成プリズム１６に導ける。よって、ＬＥＤ素子３０が射出する照明光を効率良く取得して有効に利用することができると共に、光線角が小さい状態で合成プリズム１６に導け演色性を確実にすることができる。また、ＬＥＤ素子３０が複数あるので、仮にいずれかのＬＥＤ素子３０に不具合が生じたとしても、他のＬＥＤ素子３０でカバーでき、信頼性の向上を図ることができる。
また、複数のＬＥＤ素子３０は円周上に配置されているので、導光手段３１は円運動でき、照明光を途切れることなくより確実に取得することができる。
【０１２５】
更に、カラーホイール１２の色数とＬＥＤ素子３０の色数とが同一、カラーホイール１２の回転方向とは逆方向に向かう色フィルタ１１の色順序と導光手段３１の移動方向（回動方向）におけるＬＥＤ素子３０の色順序とが同一、そして、カラーホイール１２の単位時間当たりの回転数と導光手段３１の単位時間当たりの回転数とが同一であるので、ＬＥＤ素子３０からの照明光とカラーホイール１２からの照明光とが、同じタイミング及び同じ色順序で合成プリズム１６に入射し、その後、合成されて射出される。よって、全ての色、即ち、３色について明るさが十分であり演色性に優れた照明光を得ることができる。
また、モータ２４の回転駆動力を利用して、カラーホイール１２及び導光手段３１の駆動を行えるので、駆動手段を複数備える必要がなく構成の容易化を図ることができると共に小型化を図ることができる。
【０１２６】
また、本実施形態の画像投影装置１によれば、上述した明るさが十分で演色性に優れた照明光を画像の投影に利用できるので、観察者は投影画像を鮮明に観察することができる。
特に、ランプモード、ＬＥＤモード、ブースターモードから１つのモードを選択可能であり、選択されたモードに応じて照明光を変化させることが可能であるので、例えば、明るさを優先したモードや、演色性を優先した高色再現モード等用途に応じて最適な画像情報の投影を行うことでき、利用価値の向上化を図ることができる。  
また、観察者は、モードを選択する際、照明モード選択部５０の各ＳＷ５１、５２、５３によりモードの特定を行えるので、使い易くより機能的である。
【０１２７】
また、ホワイトバランス演算設定部５７が、投影光量センサ５６により検出された各色の光量に基づいて、最適なホワイトバランスを演算してＬＥＤ駆動手段１５の制御量を調整するので、観察者は最適な色バランスで投影画像の観察を行うことができる。この際、ホワイトバランス演算設定部５７は、各モードにおいてそれぞれホワイトバランスが略等しくなるように調整を行うので、観察者は選択したモードに関わらず、略同一の色バランスで投影画像の観察を行え、見易さが向上する。
【０１２８】
ここで、上述したランプモード、ＬＥＤモード及びブースターモードについて、図９に示す色域／色度座標を参照して説明する。
図９に示すように、ランプモードは、色域が相対的に狭いが、光量が大きい特徴がある。また、ＬＥＤモードは、赤色（Ｒ）系の成分が大きく確保でき、色域が非常に広く色の再現範囲が大きいが、光量としてはランプモードに対して小さくなる。一方、ブースターモードについては、ランプモードとＬＥＤモードとを合わせた色域を持ち、且つ、明るい投影像を作り出すことが可能である。
更に、例えば、カラーホイールの赤色（Ｒ）のフィルタを透過する照明光の中心波長と、ＬＥＤ光源が射出する赤色（Ｒ）の照明光の中心波長とをずらしておけば、ブースターモードの際、ＬＥＤ光源又はランプの光量を変えることによって、赤色（Ｒ）の照明光の色合いを調整することができる。この調整域を、図９では「ブースターモードにより最大限表現可能な色域」として示している。
【０１２９】
なお、上述した第１実施形態においては、観察者が照明モード選択部５０により３つのモードを選択するように構成したが、これに限られることはなく、例えば、周囲光量を検出し、検出した周囲光量が所定値よりも小さいときには自動でＬＥＤモードを選択し、所定値よりも大きいときにはブースターモードを自動で選択するように構成しても構わない。
即ち、図２及び図１０に示すように、画像投影装置１は、周囲光光量センサ駆動部６０によって制御される周囲光の光量を検出する周囲光光量センサ６１を有している。また、照明モード選択部５０が、ブースターモードとＬＥＤモードとを自動的に変更する自動モードＳＷ６２を有しており、システム制御部１７が、自動モードＳＷ６２が選択されたときに作動する光源選択部６３を有している。この光源選択部６３は、周囲光光量センサ６１よって検出された周囲光に基づいて、ランプ点灯消灯指示部５４及びＬＥＤ点灯消灯指示部５５をそれぞれ制御するになっている。
【０１３０】
このように構成された画像投影装置１において、観察者が自動モードＳＷ６２を選択した場合について、図１１を参照しながら説明する。なお、観察者がランプモード又はＬＥＤモードを選択した場合には、上記第１実施形態と同様である。
自動モードＳＷ６２が選択されると（Ｓ２０）、光源選択部６３が周囲光光量センサ駆動部６０に指示を出し、周囲光光量センサ６１を作動させる。これにより、周囲光光量センサ６１は、周囲光の光量、即ち、明るさの検出を行う（Ｓ２１）。光源選択部６３は、検出された周囲光が所定の明るさか否かを判断する。ここでいう所定の明るさとは、任意に設定可能であるが、例えば、周囲光が環境下において、ＬＥＤ光源手段１４による投影画像のコントラストが１０：１以下になるような周囲光の明るさである。
その結果、光源選択部６３が、検出された周囲光が所定の明るさより明るいと判断した場合（Ｓ２２）には、上記第１実施形態におけるブースターモードの選択を行う（Ｓ６、Ｓ７及びステップＷ）。一方、光源選択部６３が、検出した周囲光が所定の明るさより暗いと判断した場合（Ｓ２３）には、上記第１実施形態におけるＬＥＤモードの選択を行う（Ｓ１３、Ｓ１４及びステップＷ）。
また、自動モードを解除しない限り、光源選択部６３は、周囲光光量センサ６１からの測定結果に基づいて、上述したブースターモード又はＬＥＤモードの選択判断を経時的に行う。
【０１３１】
この画像投影装置１によれば、システム制御部１７が、周囲光光量センサ６１によって検出された周囲光光量に応じて、モードを選択して投影画像の明るさを変化させるので、観察者は周囲の明るさに影響を受けない最適な明るさで投影画像の観察を行うことができる。
更に、周囲光光量を検出する際に、周囲光光量センサ６１が、画像を投影しない状態でのスクリーン５からの反射光を周囲光光量として検出するように構成しても構わない。こうすることで、画像投影前のスクリーン５からの反射光に基づいて投影画像の明るさを変化させるので、より最適な明るさでスクリーン５上で画像の観察を行うことができる。
【０１３２】
更に、上述した自動モードでは、周囲光光量に応じてブースターモード又はＬＥＤモードを自動的に選択するように構成したが、自動モードはこれだけに限られず、例えば、図１２及び図１３に示すように、システム制御部１７が、入力される画像情報に応じて１つのモード、即ち、ブースターモード又はＬＥＤモードを選択するように構成しても構わない。
即ち、システム制御部１７は、入力された画像に基づいて、ＬＥＤ光量調整部５９を制御する適応光量設定部６５を有している。この適応光量設定部６５は、入力画像データ（入力される画像情報）の画素の階調分布において、全体に対する所定階調値以上の画素の割合が、所定の割合より小さいときにはＬＥＤモードを選択し、所定の割合より大きいときにはブースターモードを選択するようになっている。これについては、以下に詳細に説明する。
【０１３３】
また、画像投影装置１は、適応光量設定部６５に加え、図２及び図１２に示すように、システム制御部１７が選択するモードがブースターモードからＬＥＤモードに切り替わった際に、ランプ１０から射出された照明光を光学的に遮光するランプ遮光手段６６を備えている。
このランプ遮光手段６６は、光学的に遮光可能な部材により板状に形成され、ランプ１０とカラーホイール１２との間において、照明光の光路上の遮光位置と、該遮光位置から離間した離間位置との間を移動可能に配されている。また、ランプ遮光手段６６は、ランプ遮光制御部６７によって制御される遮光駆動部６８によって作動するようになっている。
また、上記適応光量設定部６５は、ＬＥＤモードを選択したときに、ランプ遮光手段６６を作動させるようランプ遮光制御部６７に指示を送るようになっている。
【０１３４】
このように構成された画像投影装置１において、観察者が自動モードＳＷ６２を選択した場合について、図１３を参照しながら説明する。なお、観察者がランプモード又はＬＥＤモードを選択した場合には、上記第１実施形態と同様である。
観察者は、自動モードＳＷ６２を選択する（Ｓ３０）と共に適応光量設定部６５に画像データの入力を行う。なお、本実施形態においては、自動モードが選択された時点でランプ点灯消灯指示部５４を介して、ランプ１０の点灯が予め行われる。
適応光量設定部６５は、入力画像データから階調レベル頻度分布を解析し、所定階調を超える画素の割合を求める（Ｓ３１）。そして、適応光量設定部６５は、図１４に示すように、全体に対する所定階調閾値ａ以上の画素の割合Ｓが、所定の割合である５％以上である場合にはブースターモードを選択し（Ｓ３２）、５％以下である場合にはＬＥＤモードを選択する（Ｓ３３）。
【０１３５】
適応光量設定部６５が、ブースターモードを選択した場合には、上記第１実施形態と同様の工程が行われる（Ｓ６、Ｓ７及びステップＷ）。一方、適応光量設定部６５が、ＬＥＤモードを選択した場合には、ランプ遮光制御部６７に指示を送り、遮光制御部を介してランプ遮光手段６６を照明光の光路上の遮光位置に移動させる（Ｓ３４）。これにより、ランプ１０から射出された照明光は、ランプ遮光手段６６により遮光され、カラーホイール１２の色フィルタ１１に入射しない。  
また、適応光量設定部６５は、上述したランプ遮光制御部６７に指示を送ると同時に、ＬＥＤ点灯消灯指示部５５にＬＥＤ点灯の指示を送る（Ｓ３５）。これを受けて、ＬＥＤ点灯制御部３２は、ＬＥＤ駆動部３３を作動させ、ＬＥＤ素子３０から各色の照明光を射出させる（Ｓ３６）。
更に、適応光量設定部６５は、ＬＥＤモードを選択した際に、図１５に示すように、入力画像データの階調データの線形変形を行う（Ｓ３７）。即ち、所定階調閾値ａを基準として、投影光の明るさを上げるよう階調データの線形変形を行う。その後、ステップＷにて、ホワイトバランスの調整を行う。
【０１３６】
この画像投影装置１によれば、入力される画像情報の画素の全体に対する所定階調閾値ａ以上の画素の割合を基準として、ＬＥＤモード又はブースターモードが自動的に選択されるので、観察者は常に最適な明るさで投影画像の観察を行うことができる。よって、使い易さが向上する。また、適応光量設定部６５によりＬＥＤモードが選択された場合にも、入力画像の階調データの線形変形を行うので、所定の明るさで演色性に優れた照明光で投影画像の観察を行える。
更に、ランプ遮光手段６６により、即時にランプ１０から射出された照明光の遮光を行ったり、遮光の解除を行える。従って、ランプ１０の立ち上がり時間や、消灯時間に影響されずにＬＥＤモードへの切替を速やかに行うことができる。
【０１３７】
次に、上述したランプ遮光手段６６を備えている場合に、照明モード選択部５０が、ランプモード、ＬＥＤモード、ダイナミックモードとは別に、ダイナミック・セレクションモードを選択可能な図示しないダイナミック・セレクションモードＳＷを有するように構成しても構わない。
この場合には、システム制御部１７の適応光量設定部６５が、ランプ遮光制御部６７に指示を出してランプ遮光手段６６を適時作動させることで、画像情報の１フレーム毎にランプモードとＬＥＤモードとを切り替えるように構成すれば良い。このように、ランプ遮光手段６６を利用するので、円滑なモードの切り替えを行うことができ、１フレーム期間内でのモード切替を確実に行うことができる。
【０１３８】
更には、図１６に示すように、合成プリズム１６から射出される色毎に、例えば、赤色（Ｒ）毎にランプモードとＬＥＤモードとを選択して切り替えるように構成しても構わない。この場合には、ランプ１０から遮光される照明光については、ランプ遮光手段６６により赤色（Ｒ）のみを遮光する。また、ＬＥＤ素子３０から遮光される照明光については、赤色（Ｒ）のみを射出させる。この組み合わせを行うことで、合成プリズム１６から射出される照明光は、赤色（Ｒ）がＬＥＤ素子３０からの照明光となり、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）がランプ１０からの照明光となり、色毎のモードの切替を行うことができる。  
こうすることで、所定の色については演色性を優先させ、その他の色については明るさを優先させた状態で画像の投影を行うことができ、用途に応じた使い分けを行える。
【０１３９】
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置の第２実施形態について、図１７から図２０を参照して説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ＬＥＤ光源手段１４が、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の照明光を射出していたの対し、第２実施形態の画像投影装置７０は、ＬＥＤ光源手段１４が単色の照明光、即ち、赤色（Ｒ）のみの照明光を射出する点である。また、第１実施形態では、カラーホイール１２及び導光手段３１が同一の回転軸２３を介してモータ２４により回転駆動されていたのに対し、第２実施形態では、カラーホイール１２と導光手段３１とがそれぞれ別々に回転駆動される点である。
【０１４０】
即ち、本実施形態の光源装置７１においては、図１７を示すように、導光手段３１が、合成プリズム１６の第１の面１６ａの側方に配されており、テーパーロッド７２によって照明光が第１の面１６ａに入射するようになっている。
なお、本実施形態の合成プリズム１６は、第１の面１６ａにＬＥＤ光源手段１４からの照明光が入射し、第２の面１６ｂにランプ１０からの照明光が入射するようになっており、第１実施形態の合成プリズム１６とは入射面が逆となっている。
また、導光手段３１は、光源モータ制御部７３によって制御される光源モータ駆動部７４により回転駆動される。この光源モータ制御部７３及び光源モータ駆動部７４は、ＬＥＤ駆動手段１５を構成している一部である。
更に、光源装置７１は、カラーホイール１２と同様に、導光手段３１の回転数を検出する回転センサ７５を有しており、光源モータ制御部７３は、回転センサ７５により検出された回転数に基づいて導光手段３１を所望の回転数で回転させることが可能とされている。
【０１４１】
本実施形態のカラーホイール１２は、図１８に示すように、色フィルタ１１の割合が緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の順に大きくなっており、緑色（Ｇ）が全体の略半分を占め、赤色（Ｒ）が全体の略１／３を占めている。また、カラーホイール１２を通過した照明光は、合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射する。
また、複数のＬＥＤ素子３０は、図１９に示すように、全て赤色（Ｒ）の照明光を射出するようになっている。
また、本実施形態の画像投影装置７０は、合成プリズム１６の第３の面１６ｃから射出される照明光は、インテグレータロッド７６の内部を進んだ後、リレーレンズ４１に入射するようになっている。
【０１４２】
また、本実施形態においては、ホイール駆動手段１３が駆動するカラーホイール１２の単位時間当たりの回転数と、ＬＥＤ駆動手段１５が回動する導光手段３１の単位時間当たりの回転数とが異なるように設定されている。具体的には、カラーホイール１２が、複数のＬＥＤ素子３０の点灯タイミングに同期した導光手段３１の回転よりも、早く回転するように設定されている。
即ち、図１８及び図１９に示すように、カラーホイール１２の色フィルタ１１のうち赤色（Ｒ）を通過する期間をＴｒとすると、ＬＥＤ駆動部３３は、このＴｒ期間内に赤色（Ｒ）のＬＥＤ素子３０を点灯させる。
なお、本実施形態では、一周当たりの全ＬＥＤ素子３０を３つに分割（Ｎ＝３）し、これらをそれぞれＴｒ期間と同じ長さの期間で点灯させる３つの点灯区間（ｔ１、ｔ２、ｔ３）を設定している。つまり、カラーホイール１２は、一回転する期間Ｔｃが、Ｔｃ＝（Ｎ＋１）×Ｔｒとなるように回転速度が設定されている。これに対して、導光手段３１の一周当たりにＬＥＤ素子３０が点灯する期間ＴＬＥＤは、ＴＬＥＤ＝Ｎ×Ｔｒで表せる。これは、カラーホイール１２の最初の回転において、赤色（Ｒ）の色フィルタ１１とＬＥＤ素子３０の点灯区間ｔ１とが同期していたとすると、２回目のカラーホイール１２の回転において、赤色（Ｒ）の色フィルタ１１とＬＥＤ素子３０の点灯区間ｔ２とが同期することを意味する。このように、カラーホイール１２と導光手段３１との単位時間当たりの回転数が異なるように設定されている。このことは後に詳細に説明する。
【０１４３】
このように構成された光源装置７１及び画像投影装置７０により、画像を投影する場合について、図２０を参照して以下に説明する。なお、本実施形態においては、ランプモード及びブースターモードの２つのモードを有している。
まず、観察者が、ランプモードを選択した場合には、上記第１実施形態と同様に明るさが十分な大光量の照明光にて投影画像の観察を行うことができる。
次に、観察者がブースターモードを選択した場合には、ホイール駆動部２５及び光源モータ制御部７３は、回転センサ２７、７５で検出された回転数に基づいて、それぞれ上記回転数でカラーホイール１２及び導光手段３１を回転させる。これにより、ランプ１０から射出された照明光は、図２０に示すタイミングで赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色フィルタ１１を通過して合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射する。
【０１４４】
一方、ＬＥＤ駆動部３３は、導光手段３１の回転に同期してＬＥＤ素子３０を点灯させる。つまり、図２０に示すように、ＬＥＤ駆動部３３は、カラーホイール１２の最初の回転の際、ランプ１０からの照明光が入射している位置に赤色（Ｒ）の色フィルタ１１が達したときに、点灯区間ｔ１におけるＬＥＤ素子３０を順次点灯させ赤色（Ｒ）の照明光を射出させると共に、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色フィルタ１１が達したときにはＬＥＤ素子３０を点灯させない。
また、上述したように、導光手段３１が一周する期間ＴＬＥＤよりも、カラーホイール１２が一周する期間Ｔｃの方が長い（即ち、カラーホイール１２の方が導光手段３１よりも速く回転する）ので、カラーホイール１２の２回目の回転の際には、点灯区間ｔ２におけるＬＥＤ素子３０が順次点灯する。同様に、カラーホイール１２の３回目の回転の際には、点灯区間ｔ３におけるＬＥＤ素子３０が順次点灯する。
このように、複数のＬＥＤ素子３０は、順次各点灯区間毎に点灯して赤色（Ｒ）の照明光を射出する。
【０１４５】
ＬＥＤ素子３０から射出された照明光は、テーパーロッド７２を通り、合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射する。合成プリズム１６は、第２の面１６ｂから入射したカラーホイール１２からの照明光と、第１の面１６ａから入射したＬＥＤ素子３０からの照明光とを合成して、第３の面１６ｃから射出する。即、この合成された照明光は、図２０に示すように、赤色（Ｒ）のみが両照明光から合成されたものである。
そして、この照明光は、インテグレータロッド７６を通った後、第１実施形態と同様にスクリーン５上に投影される画像の照明光として利用される。
【０１４６】
上述したように、本実施形態の光源装置７１及び画像投影装置７０によれば、ランプ１０からの照明光に加え、ＬＥＤ素子３０からの赤色（Ｒ）の照明光を補助光して利用することができる。これにより、明るさが十分な大光量の照明光に、赤色（Ｒ）の演色性を高めた状態で画像の投影を行うことができる。特に、赤色（Ｒ）の演色性が良好であるので、ホワイトバランスを調整し易い。また、インテグレータロッド７６を利用しているので、合成された照明光の光量むらをとることができ、投影画像の視認性が向上する。
更に、カラーホイール１２の単位時間当たりの回転数と、導光手段３１の単位時間当たりの回転数とが異なるので、複数のＬＥＤのうち特定のＬＥＤのみ、例えば、点灯区間ｔ１のみを点灯させるのではなく、点灯区間ｔ１、ｔ２及びｔ３における全てのＬＥＤ素子３０を平均的に点灯させることができる。よって、各ＬＥＤ素子３０の耐久性が向上し（寿命が延び）、長期間の使用における信頼性の向上を図ることができる。
【０１４７】
なお、本実施形態において、複数のＬＥＤ素子３０が、赤色（Ｒ）の照明光を射出するように構成したが、赤色（Ｒ）に限られず、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）でも構わないし、その他の色でも構わない。また、カラーホイール１２が一回転する期間をＴｃ＝（Ｎ＋１）×Ｔｒとしたが、Ｔｃ＝（Ｎ＋２）×Ｔｒとしても構わない。
また、ＬＥＤ素子３０の点灯区間を３つに分割した例を示したが、３つに限られず、例えば、図２１及び図２２に示すように、６つに分割しても良く（Ｎ＝６）、複数に分割すれば良い。図２１及び図２２の例では、カラーホイール１２は、一回転する期間Ｔｃが、Ｔｃ＝（Ｎ−１）×Ｔｒとなるように回転速度が設定されている。これに対して、導光手段３１の一周当たりにＬＥＤ素子３０が点灯する期間ＴＬＥＤは、ＴＬＥＤ＝Ｎ×Ｔｒで表せる。即ち、導光手段３１が一周する期間ＴＬＥＤよりも、カラーホイール１２が一周する期間Ｔｃの方が短い（即ち、カラーホイール１２の方が導光手段３１よりも遅く回転する）ので、カラーホイール１２の２回目の回転の際には、点灯区間ｔ６におけるＬＥＤ素子３０が順次点灯する。
【０１４８】
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置の第３実施形態について、図２３から図２５を参照して説明する。なお、第３実施形態において第２実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、ＬＥＤ光源手段１４が、回動可能な導光手段３１を介して複数のＬＥＤ素子３０から赤色（Ｒ）の照明光を射出したのに対し、第３実施形態の画像投影装置８０では、ＬＥＤ光源手段１４が固定された発光チップにより赤色（Ｒ）の照明光を射出する点である。
【０１４９】
即ち、本実施形態の光源装置８１は、図２３及び図２４に示すように、上記第２実施形態の導光手段３１と同位置に、熱伝導ブロック８２上に固定された上記発光チップ８３を有している。この発光チップ８３は、パッケージ８４を介して熱伝導ブロック８２に固定された電極８５に電気的に接続されている。発光チップ８３は、ＬＥＤ駆動部３３から電極８５に電力が供給されると赤色（Ｒ）の照明光を射出するようになっている。また、発光チップ８３とテーパーロッド７２との間には、導光樹脂８６が設けられており、発光チップ８３から射出された照明光を確実にテーパーロッド７２に入射させるようになっている。
また、ＬＥＤ点灯制御部３２は、ランプ１０から射出される照明光の入射位置に、カラーホイール１２の赤色（Ｒ）の色フィルタ１１が達するタイミングで、発光チップ８３を点灯するように制御している。
【０１５０】
このように構成された画像投影装置８０及び光源装置８１により、画像を投影する場合について、図２５を参照して以下に説明する。なお、本実施形態においては、ランプモード及びブースターモードの２つのモードを有している。
まず、観察者が、ランプモードを選択した場合には、上記第１実施形態と同様に明るさが十分な大光量の照明光にて投影画像の観察を行うことができる。
次に、観察者がブースターモードを選択した場合には、ホイール駆動部２５が、回転センサ２７で検出された回転数に基づいて、所定の回転数でカラーホイール１２を回転させる。これにより、ランプ１０から射出された照明光は、図２５に示すタイミングで赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色フィルタ１１を通過して合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射する。
【０１５１】
一方、ＬＥＤ駆動部３３は、図２５に示すように、上述したタイミングでＬＥＤ駆動部３３を介して電極８５に電力を供給し、発光チップ８３を点灯させる。発光チップ８３から射出された照明光は、導光樹脂８６を通過してテーパーロッド７２に入射した後、合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射する。その後、第２実施形態と同様に合成された後、投影画像の照明光として利用される。
【０１５２】
本実施形態の画像投影装置８０及び光源装置８１によれば、発光チップ８３を用いて上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、ＬＥＤ素子３０を複数有する必要がなく、また、導光手段３１等が不要であるため、構成の容易化及び低コスト化を図ることができる。
なお、発光チップ８３は、１枚に限らず、複数枚を並べて使用し、光量を大きくした構成にしても構わない。
【０１５３】
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置の第４実施形態について、図２６から図２９を参照して説明する。なお、第４実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ランプ１０から射出された白色の照明光は、カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過することで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に変換されたが、第４の実施形態の画像投影装置は、ランプ１０から射出された白色の照明光を、そのまま白色光として利用する点である。
【０１５４】
即ち、本実施形態の光源装置は、図２６に示すように、カラーホイール１２の略半分の領域が白色の照明光を通過させる孔（空間）（θｗ）９０となっており、残りの半分の領域に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の色フィルタ１１が遮光部９２と共に設けられている。つまり、カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光にのみ白色が含まれる。なお、色フィルタ１１の割合としては、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の順に大きくなっている。
また、複数のＬＥＤ素子３０は、図２７に示すように、カラーホイール１２に合わせて、円周上の略半分の領域に同じ色を発するＬＥＤ素子３０が設けられている。
【０１５５】
このように構成された光源装置及び画像投影装置により、画像を投影する場合について、図２８を参照して以下に説明する。
観察者が、ブースターモードを選択した場合には、ランプ１０から射出された照明光は、カラーホイール１２を通過することで、図２８に示すように、白色（ＬＷ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の４色で合成プリズム１６の第２の面１６ｂに入射する。また、複数のＬＥＤから射出された照明光は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色で合成プリズム１６の第１の面１６ａに入射する。そして、合成プリズム１６で合成され、第３の面１６ｃから射出される照明光は、図２８に示すように、白色（ＬＷ）のみがランプ１０から射出された照明光となる。この照明光は、テーパーロッド７２を通過した後、投影画像の照明光に利用される。
【０１５６】
本実施形態の光源装置及び画像投影装置によれば、明るさが十分であり演色性に優れた赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の照明光に加え、明るさが十分な白色の照明光を得ることができる。よって、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、各色の明るさを３軸として表示色を表現した図２９に示すように、全体の光量を増加させることができ、明るさを優先させた状態で画像の投影を行うことができる。特に、モノクロ画像の投影等を行う場合には有効である。
なお、図２７に示すように、円周上の略半分の領域にＬＥＤ素子３０を設けず、他の半分領域に各色のＬＥＤ素子３０を配したが、半分の領域に白色の照明光を発するＬＥＤ素子を設けても構わない。こうすることで、さらに白色の光量を増加させることができる。
【０１５７】
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置の第５実施形態について、図３０から図３２を参照して説明する。なお、第５実施形態において第２実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第５実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、ランプ１０及びＬＥＤ光源手段１４の熱対策を行っていなかったのに対し、第５実施形態の画像投影装置１００では、ランプ１０及びＬＥＤ光源手段１４から発生する熱を逃がす熱対策を行っている点である。
【０１５８】
即ち、本実施形態の画像投影装置１００は、図３０に示すように、ランプ１０が発する熱とＬＥＤ光源手段１４が発する熱とを装置外に排出する冷却手段１０２を有し、該冷却手段１０２は、ランプモードが選択された際にはランプ１０で発生した熱を逃がし易い第１の経路で熱を排出し、ＬＥＤモードが選択された際にはＬＥＤ光源手段１４で発生した熱を逃がし易い第２の経路で熱の排出を行う。
なお、本実施形態のＬＥＤ光源手段１４は、複数のＬＥＤ素子３０が、第１実施形態と同様に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の照明光を射出するように配されている。そして、観察者は、ランプモード、ＬＥＤモード及びブースターモードをそれぞれ選択できるようになっている。
【０１５９】
上記冷却手段１０２は、図３０に示すように、ランプ１０及びＬＥＤ光源手段１４を内部に収納する放熱ダクト１０３を有している。この放熱ダクト１０３には、ランプ１０の近傍に設けられた第１の吸気シャッタ（シャッタ機能を有する第１の吸気孔）１０４と、ＬＥＤ光源手段１４の近傍に設けられた第２の吸気シャッタ（シャッタ機能を有する第２の吸気孔）１０５と、内部空気を外部に排出する排気ファン１０６が設けられている。また、第１の吸気シャッタ１０４、第２の吸気シャッタ１０５及び排気ファン１０６は、システム制御部１７から指示を受ける放熱駆動制御部１０７によってそれぞれ作動が制御されている。即ち、これら放熱ダクト１０３、第１の吸気シャッタ１０４、第２の吸気シャッタ１０５、排気ファン１０６及び放熱駆動制御部１０７は、上記冷却手段１０２を構成している。
また、放熱ダクト１０３には、ランプ１０から射出された照明光をカラーホイール１２に入射させるための透明カバー１０８が設けられている。
【０１６０】
また、上記第１の吸気シャッタ１０４及び第２の吸気シャッタ１０５は、図３１に示すように、磁性体の材質により板状に形成され、一端がヒンジ部１１０を介して放熱ダクト１０３に固定されると共に、ヒンジ部１１０を中心とする開閉動作により放熱ダクト１０３の開口１０３ａを遮断又は開放する第１の吸気弁１１１及び第２の吸気弁１１２と、放熱ダクト１０３の開口１０３ａの中心に設けられ、放熱ダクト１０３の開口１０３ａを遮断する際に第１の吸気弁１１１及び第２の吸気弁１１２の他端に当接する弁止め１１３と、放熱ダクト１０３に設けられ、放熱ダクト１０３の開口１０３ａを開放する際に第１の吸気弁１１１及び第２の吸気弁１１２の他端を固定する電磁石１１４とを有しており、放熱ダクト１０３の開口１０３ａを開放することで、外気を放熱ダクト１０３の内部に取り込むことが可能とされている。
【０１６１】
また、冷却手段１０２は、第１の経路で熱を逃がす場合には、第１の吸気シャッタ１０４を開け且つ第２の吸気シャッタ１０５を閉じた状態で排気ファン１０６から内部空気を装置外、即ち、放熱ダクト１０３外に排出し、第２の経路で熱を逃がす場合には、第１の吸気シャッタ１０４を閉じ且つ第２の吸気シャッタ１０５を開けた状態で排気ファン１０６から内部空気を放熱ダクト１０３外に排出する。これについては、後に詳細に説明する。
【０１６２】
このように構成された画像投影装置１００により、冷却手段１０２を作動させる場合について、図３２を参照して説明する。なお、両吸気シャッタ１０４．１０５の両吸気弁１１１、１１２は、電磁石１１４を作動させないときに、他端が弁止め１１３に当接しており、この状態が初期位置となっている。
まず、観察者が、ランプモードを選択した場合（Ｓ４０）には、第１の吸気シャッタ１０４を開放すると共に、第２の吸気シャッタ１０５を閉じる（Ｓ４１）。即ち、放熱駆動制御部１０７は、第１の吸気シャッタ１０４の電磁石１１４を作動させて両吸気弁１１１、１１２の他端を固定し、放熱ダクト１０３の開口１０３ａを開放させる。第２の吸気シャッタ１０５については、両吸気弁１１１、１１２は上記初期位置のままである。
【０１６３】
これと同時に、放熱駆動制御部１０７は、排気ファン１０６を駆動させる（Ｓ４２）。これにより、第１の吸気シャッタ１０４から放熱ダクト１０３内に外気を取り込むことができると共に、取り込んだ外気を内部空気と共に排気ファン１０６から外部に排出することができる。
つまり、第１の経路に沿った空気の流れを作ることができる。なお、この際、第２の吸気シャッタ１０５では、両吸気弁１１１、１１２が排気ファン１０６によって吸い込まれ、他端がより弁止め１１３に当接している状態である。よって、第２の吸気シャッタ１０５の開口１０３ａは確実に遮断されている。
排気ファン１０６が作動した後、ランプ点灯制御部２１は、ランプ駆動部２２を介してランプ１０を駆動させる（Ｓ４３）。この際、ランプ１０の周囲には、第１の経路に沿う空気の流れが形成されているので、ランプ１０から発生した熱をこの空気に乗せて確実に外部に排出することができる。
【０１６４】
次に、観察者が、ＬＥＤモードを選択した場合（Ｓ４４）には、第２の吸気シャッタ１０５を開放すると共に第１の吸気シャッタ１０４を閉じる（Ｓ４５）。即ち、放熱駆動制御部１０７は、第２の吸気シャッタ１０５の電磁石１１４を作動させて両吸気弁１１１、１１２の他端を固定し、放熱ダクト１０３の開口１０３ａを開放させる。第１の吸気シャッタ１０４については、両吸気弁１１１、１１２は上記初期位置のままである。
【０１６５】
これと同時に、放熱駆動制御部１０７は、排気ファン１０６を駆動させる（Ｓ４６）。これにより、第２の吸気シャッタ１０５から放熱ダクト１０３内に外気を取り込むことができると共に、取り込んだ外気を内部空気と共に排気ファン１０６から外部に排出することができる。
つまり、第２の経路に沿った空気の流れを作ることができる。なお、この際、第１の吸気シャッタ１０４では、両吸気弁１１１、１１２が排気ファン１０６によって吸い込まれ、他端がより弁止め１１３に当接している状態である。よって、第１の吸気シャッタ１０４の開口１０３ａは確実に遮断されている。
排気ファン１０６が作動した後、ＬＥＤ点灯制御部３２は、ＬＥＤ駆動部３３を介してＬＥＤを駆動させる（Ｓ４７）。この際、ＬＥＤ光源手段１４の周囲には、第２の経路に沿う空気の流れが形成されているので、ＬＥＤ光源手段１４から発生した熱をこの空気に乗せて確実に外部に排出することができる。
【０１６６】
更に、観察者が、ブースターモードを選択した場合（Ｓ４８）には、放熱駆動制御部１０７は、第１の吸気シャッタ１０４及び第２の吸気シャッタ１０５を開放する（Ｓ４９）。即ち、放熱駆動制御部１０７は、第１の吸気シャッタ１０４及び第２の吸気シャッタ１０５の電磁石１１４を作動させて、両吸気弁１１１、１１２の他端を固定し、放熱ダクト１０３の開口１０３ａを開放させる。
【０１６７】
これと同時に、放熱駆動制御部１０７は、排気ファン１０６を駆動させる（Ｓ５０）。これにより、第２の吸気シャッタ１０５及び第１の吸気シャッタ１０４から放熱ダクト１０３内に外気を取り込むことができると共に、取り込んだ外気を内部空気と共に排気ファン１０６から外部に排出することができる。つまり、第１の経路及び第２の経路に沿った空気の流れを作ることができる。
排気ファン１０６が作動した後、ランプ点灯制御部２１がランプ駆動部２２を介してランプ１０を駆動させると共に、ＬＥＤ点灯制御部３２がＬＥＤ駆動部３３を介してＬＥＤを駆動させる（Ｓ５１）。この際、ランプ１０の周囲及びＬＥＤ光源手段１４の周囲には、第１の経路及び第２の経路に沿う空気の流れが形成されているので、ランプ１０及びＬＥＤ光源手段１４から発生した熱を、この空気に乗せて確実に外部に排出することができる。
【０１６８】
上述したように、本実施形態の画像投影装置１００によれば、冷却手段１０２により、各モードに応じて、第１の経路及び第２の経路により、ランプ１０及びＬＥＤ光源手段１４から発生した熱を確実に放熱ダクト１０３の外部に排出できるので、熱による影響を極力低減することができる。よって、投影画像の観察を長時間行えると共に、製品の信頼性の向上を図ることができる。
特に、第１の吸気シャッタ１０４の開閉動作と、第２の吸気シャッタ１０５の開閉動作とを組み合わせることで、第１の経路及び第２の経路を利用して確実に熱の排出を行うことができる。また、第１の吸気シャッタ１０４及び第２の吸気シャッタ１０５を利用することで、隙間等が生じることなく放熱ダクト１０３の開口１０３ａを遮断できるので、確実に所望する経路で熱の排出を行える。
【０１６９】
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置の第６実施形態について、図３３を参照して説明する。なお、第６実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第６実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ランプ１０からの照明光とＬＥＤ光源手段１４からの照明光とを合成プリズム１６により合成していたのに対し、第６実施形態の画像投影装置１２０が有する光源装置１２１は、図３３に示すように、偏光透過反射面１２２を有する偏光ビームスプリッタ（合成光学手段）１２３を利用して、照明光の合成を行う点である。
【０１７０】
上記偏光ビームスプリッタ１２３は、カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光のうち、偏光透過反射面１２２に対して所定の方向の直線偏光、即ち、Ｓ偏光の照明光と、ＬＥＤ光源手段１４から射出された照明光のうち、前記所定の方向と直交する方向の直線偏光、即ち、Ｐ偏光の照明光とを合成するようになっている。なお、本実施形態においては、偏光透過反射面１２２が、Ｐ偏光を光を透過する共にＳ偏光の光を反射するように設定されている。
また、本実施形態の光源装置１２１は、ランプ導光ユニット３６の出射面に設けられ、カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光を偏光透過反射面１２２に対して上記Ｓ偏光の照明光に変換する第１の偏光板１２４と、導光手段３１の出射面に設けられ、ＬＥＤ光源手段１４から射出された照明光を偏光透過反射面１２２に対して上記Ｐ偏光の照明光に変換する第２の偏光板１２５とを備えている。
【０１７１】
このように構成された光源装置１２１及び画像投影装置１２０により、ブースターモードが選択されて照明光を合成する場合を例にして以下に説明する。
カラーホイール１２の色フィルタ１１を通過した照明光は、ランプ導光ユニット３６を通った後、第１の偏光板１２４によりＳ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ１２３の偏光透過反射面１２２に入射する。
一方、ＬＥＤ素子３０から射出された照明光は、導光手段３１の平行ロッド３１ａの両端から入射すると共にプリズム３１ｂによって向きが変更された後、第２の偏光板１２５によりＰ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ１２３の偏光透過反射面１２２に入射する。
ここで、偏光透過反射面１２２は、上述したように、Ｐ偏光の光を透過すると共にＳ偏光の光を反射するように設定されているので、Ｐ偏光に変換された照明光は、偏光透過反射面１２２を透過して、テーパーロッド４０に入射する。また、Ｓ偏光に変換された照明光は、偏光透過反射面１２２で反射されてテーパーロッド４０に入射する。このように、偏光透過反射面１２２での透過及び反射により、両照明光は合成された状態でテーパーロッド４０に入射する。その後、第１実施形態と同様に合成された照明光は、画像の投影に利用される。
【０１７２】
上述したように、本実施形態の光源装置１２１及び画像投影装置１２０によれば、偏光ビームスプリッタ１２３により、直線偏光の偏光方向を利用して、両照明光を容易且つ確実に合成することができる。特に、第１の偏光板１２４及び第２の偏光板１２５を有しているので、より確実で効率良く照明光の合成を行える。
【０１７３】
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置の第７実施形態について、図３４から図
３６を参照して説明する。なお、第７実施形態において第１実施形態と同一の構成につい
ては、同一の符号を付しその説明を省略する。
第７実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、カラーホイール１２からの照明光（緑色（Ｇ）と青色（Ｂ））とＬＥＤ光源手段１４からの照明光（赤色（Ｒ））とを、合成プリズム１６により合成したのに対し、第７実施形態の画像投影装置１３０は、図３４に示すように、カラーホイール１２からの照明光又はＬＥＤ光源手段１４からの照明光のいずれかを選択して反射するＤＭＤ（登録商標）（選択反射手段）１３２を有する光源装置１３５を備えている点である。
また、本実施形態の光源装置１３５は、第２実施形態と同様に、カラーホイール１２とＬＥＤ光源手段１４がそれぞれ別々に駆動されるよう単独で設けられている。
【０１７４】
上記ＤＭＤ（登録商標）１３２は、図３５に示すように、システム制御部１７によりＯＮ、ＯＦＦ制御されることで、角度変更可能な複数の微小可動ミラー１３１を有している。これらの微小可動ミラー１３１は、照明光学手段４の光軸（図３５では一点鎖線で示している）に対して、ＯＦＦ状態で＋１２度の角度を向いており、ＯＮ状態で−１２度の角度を向くようになっている。本実施形態では、微小可動ミラー１３１に入射する緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の照明光１３１ａがＯＮ状態のときに反射された照明光は、第１実施形態と同様に照明光学手段４に入射する。また、上記微小可動ミラー１３１に入射する赤色（Ｒ）の照明光１３２ｂがＯＦＦ状態のときに反射された照明光は、第１実施形態と同様に照明光学手段４に入射するようになっている。
【０１７５】
また、ランプ１０は、図３４に示すように、微小可動ミラー１３１が−１２度の角度に向いている（ＯＮ状態）ときに、照明光を入射可能な位置に配されている。
また、ＬＥＤ光源手段１４は、微小可動ミラー１３１が＋１２度の角度に向いている（ＯＦＦ状態）のときに、照明光を入射可能な位置に配されている。なお、ＬＥＤ光源手段１４は、赤色（Ｒ）の照明光を射出するものとして説明する。また、ＬＥＤ光源手段１４とＤＭＤ（登録商標）１３２との間には、テーパーロッド１３３及び集光レンズ１３４が配されている。更に、ＤＭＤ（登録商標）１３２の周囲には、微小可動ミラー１３１が−１２の角度に向いている（ＯＮ状態）ときに微小可動ミラー１３１で反射する赤色（Ｒ）の照明光、又は、微小可動ミラー１３１が＋１２度の角度に向いている（ＯＦＦ状態）ときに微小可動ミラー１３１で反射する緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）との照明光を吸収する光吸収材１３６が設けられている。
【０１７６】
更に、本実施形態では、システム制御部１７が、ランプモード、ＬＥＤモード、ダイナミック・セレクションモードの３モードのうち、少なくとも２つのモードから１つのモードを選択可能とされており、ＤＭＤ（登録商標）１３２から射出する照明光が、ランプモードを選択した際にはランプ１０から射出した照明光のみ、ＬＥＤモードを選択した際にはＬＥＤ光源手段１４から射出した照明光のみ、ダイナミック・セレクションモードを選択した際にはランプモードとＬＥＤモードとを画像情報の１フレーム期間内で、照明光の色毎に選択して切り替えることで射出した照明光となるように制御を行っている。
つまり、ダイナミック・セレクションモードを選択した場合、システム制御部１７は、カラーホイール１２の緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色フィルタ１１がランプ１０からの照明光の入射位置に達したときに、全ての微小可動ミラー１３１をＯＮ状態に作動させるよう制御を行う。また、システム制御部１７は、カラーホイール１２の赤色（Ｒ）の色フィルタ１１がランプ１０からの照明光の入射位置に達したときに、点灯するＬＥＤ光源手段１４のタイミングに合わせて、全ての微小可動ミラー１３１をＯＦＦ状態に作動させるよう制御を行うようになっている。
【０１７７】
このように構成された光源装置１３５及び画像投影装置１３０により、照明光を射出する場合について以下に説明する。
まず、ランプモードが選択された場合には、システム制御部１７は、全ての微小可動ミラー１３１をＯＮ状態に制御することで、カラーホイール１２を通過してランプ１０から射出された赤色（Ｒ）緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の照明光を反射する。この反射された照明光は、その後、画像投影の照明光として利用される。この際、ＬＥＤ光源手段１４は、照明光を射出しない。
次に、ＬＥＤモードが選択された場合には、システム制御部１７は、全ての微小可動ミラー１３１をＯＦＦ状態に制御することで、ＬＥＤ光源手段１４から射出された赤色（Ｒ）の照明光を反射する。この反射された照明光は、その後、画像投影の照明光として利用される。この際、ランプ１０は、照明光を射出しない、又は、カラーホイール１２に設けられた遮光区間によりタイミングを合わせて遮光されている、
【０１７８】
また、ダイナミック・セレクションモードが選択された場合には、システム制御部１７は、図３５及び図３６に示すように、全ての微小可動ミラー１３１をＬＥＤ光源手段１４の点灯タイミングに合わせてＯＦＦ状態に制御することで、赤色（Ｒ）の照明光を反射させると共に、全ての微小可動ミラー１３１をカラーホイール１２の回転タイミングに合わせてＯＮ状態に制御することで、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の照明光を反射させる。
【０１７９】
このように、本実施形態の光源装置１３５及び画像投影装置１３０によれば、１フレームの期間内で照明光の色毎に選択して反射させることができる。よって、ランプ１０によって大光量が確保されている照明光と、ＬＥＤ光源手段１４によって演色性が優れている照明光とを任意に選択でき、明るさが優先された照明光又は演色性が優れた照明光を確実に得ることができ、また、投影画像の照明光として利用できるので用途に応じた画像の観察を行え、利用価値の向上化を図ることができる。
また、ＤＭＤ（登録商標）１３２により、照明光の反射を行うので、確実に所望する色の照明光を反射させることができる。また、色域拡大として効果的である。
【０１８０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【０１８１】
例えば、上記各実施形態により、本発明に係る画像投影装置及び光源装置の例を示したが、各実施形態で示した構成に限られるものではなく、各実施形態を各種組み合わせた構成を採用して構わない。例えば、第１実施形態の構成に、第５実施形態で示した冷却手段を組み合わせて構成しても良いし、第２実施形態の構成に、ランプの照明光を遮光する遮光手段を組み合わせて構成しても良い。
【０１８２】
また、各実施形態において、ＬＥＤ光源手段が、射出する各色の中心波長を、赤色（Ｒ）：６２０〜６５０ｎｍ、緑色（Ｇ）：５０５〜５３５ｎｍ、青色（Ｂ）：４５０〜４８０ｎｍ程度にすることが好ましい。また、ランプが射出する各色の照明光の波長をこの中心波長に略等しくなるように設定すると良い。なお、中心波長はそれぞれ異なるように設定しても構わない。
【０１８３】
また、上記各実施形態において、投影光学手段が投影する画像の倍率を変更するズーム手段を備え、システム制御部が、投影光学手段に投影する画像がズーム手段によって所定サイズよりも小さくされたときにＬＥＤモードを選択し、所定サイズよりも大きくされたときにブースターモードを選択するように構成しても構わない。
つまり、ズーム等によって投影画像のサイズが変化したとき、所定以下の画面サイズではＬＥＤモードを適用し、所定以上のサイズではブースターモードを適用する自動モード切替を行っても良い。
又は、モード切替と表示デバイスに与える画像データにより、スクリーン反射画像の輝度を一定にするよう適応的に光量制御することも可能である。
このように構成することで、観察者は、任意の倍率で画像の観察を行うことができ、画像の倍率に応じて演色性を優先させたり、明るさを優先させることができ、画像の見易さが向上する。
【０１８４】
また、上記各実施形態において、投影光学手段が投影する画像の光量を検出する投影光量検出センサを備え、システム制御部が、投影光量センサにより検出された投影画像の光量が所定値よりも小さいときにはブースターモードを選択し、所定値よりも大きいときにはＬＥＤモードを選択するように構成しても構わない。また、この際、投影光量センサにより、投影光学手段が画像を投影した状態でのスクリーンからの反射光を検出するようにしても良い。
このように構成することで、観察者は、最適な明るさでスクリーン上の画像を観察することができる。
【０１８５】
また、上記各実施形態において、ランプの故障を検出するランプ故障検出手段を備え、システム制御部が、ランプ故障検出手によりランプの故障を検出したときにＬＥＤモードを選択するように構成しても構わない。
このように構成することで、仮にランプが故障により消灯した場合でも、観察者は投影画像の観察を続行することができる。
更に、この際、ランプが射出する照明光の光量低下を検出するランプ光量検出手段を備え、システム制御部が、ランプ光量検出手段によりランプからの照明光の光量低下を検出したときに、照明光の光量低下を補うようにＬＥＤ駆動手段を制御するように構成すると良い。こうすることで、より投影画像が見易くなる。
【０１８６】
また、上記各実施形態において、各構成品への電源供給がバッテリーによるものか否かを検出する電源監視手段を備え、システム制御部が、電源監視手段により電源供給がバッテリーによるものと検出されたときにＬＥＤモードを選択、又は、他のモードを無効にするように構成しても構わない。
このように構成することで、バッテリーの消費電力を極力抑えた状態で投影画像の観察を行うことができる。なお、ＡＣ電源で駆動する場合には、どのモードも有効になるように設定しても良い。
【０１８７】
また、上記各実施形態において、システム制御部により選択されているモードを、観察者が認識可能に表示する選択モード表示手段を備えても構わない。
こうすることで、観察者がモードの確認を容易且つ確実に認識できるので、使い易く、モードの選択ミスを低減できる。
更に、モード切替は、ＬＥＤモードをシネマモードとし、ブースターモードをプレゼンテーションモードとして定義しインターフェース表示することで、ユーザにとって判りやすくなるので好ましい。
【０１８８】
また、上記各実施形態において、ＬＥＤ光源とランプ光源の両方を装置内に装備しなくても、色再現を求めるときはＬＥＤ光源を、明るさを求めるときはランプ光源を交換して使えるようなユニット交換方式にしても良い。この場合には、光源の種類及び特性がシステム制御部に情報伝達されるようにし、自動で適正な光源設定になるようにしておけば、便利である。
【０１８９】
更に、上記各実施形態において、システム制御部が、図３７に示すように、起動直後にブースターモードを選択すると共に、ランプから射出する照明光の光量が所定光量以上となる経過時間後にランプモード又はブースターモードを選択するように構成しても構わない。
このように構成することで、システム制御部が、起動直後にブースターモードを自動的に選択するので、ランプの立ち上がりの遅さに起因する光量不足をＬＥＤ光源手段からの照明光で補える。その後、システム制御部は、ランプの照明光の光量が所定光量以上となる経過時間後に、ランプモード又はブースターモードを選択する。
こうすることで、観察者は、起動直後から投影画像の観察を所定の明るさで確実に観察することができ、使い易さの向上を図ることができる。  
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明に係る第１実施形態の画像投影装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す画像投影装置の構成品であって、本発明に係る第１実施形態の光学装置の全体構成図である。
【図３】図２に示す光学装置のカラーホイールの正面図である。
【図４】図２に示す導光手段及び複数のＬＥＤ素子を合成プリズム側から見た図である。
【図５】図２に示す導光手段、複数のＬＥＤ素子及び合成プリズム周辺の構成図であり、（ａ）は（ｂ）の断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図６】図１に示す画像投影装置の照明モード選択部とシステム制御部との関係を示すブロック図である。
【図７】図１に示す画像投影装置により、投影画像の観察を行う際のフローチャートである。
【図８】図１に示す画像投影装置のランプ及びＬＥＤ光源手段が、照明光を射出する際の点灯シーケンスを表した図である。
【図９】ランプモード、ＬＥＤモード、ブースターモードにより射出される照明光を、色度座標上に表した図である。
【図１０】第１実施形態の画像投影装置に、周囲光光量センサ及びホワイトバランス演算設定部を組み合わせ、周囲光の明るさによりランプモード及びＬＥＤモードを自動的に選択するように構成した場合の照明モード選択部とシステム制御部との関係を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す画像投影装置により、投影画像の観察を行う際のフローチャートである。
【図１２】第１実施形態の画像投影装置に、ランプ遮光制御部、ホワイトバランス演算設定部及び適応光量設定部を組み合わせ、入力画像の明るさによりランプモード及びＬＥＤモードを自動的に選択するように構成した場合の照明モード選択部とシステム制御部との関係を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す画像投影装置により、投影画像の観察を行う際のフローチャートである。
【図１４】図１２に示す適応光量設定部が、入力画像データの階調分布解析を行う際の一例である。
【図１５】図１２に示す適応光量設定部が、ＬＥＤモードの際に行う入力画像データの階調データ変換図である。
【図１６】図１２に示す画像投影装置のランプ及びＬＥＤ光源手段が、照明光を射出する際の点灯シーケンスを表した図である。
【図１７】本発明に係る第２実施形態の画像投影装置及び光源装置の全体構成図である。
【図１８】図１７に示す光学装置のカラーホイールの正面図である。
【図１９】図１７に示す導光手段及び複数のＬＥＤ素子をテーパーロッド側から見た図である。
【図２０】図１７に示す画像投影装置のランプ及びＬＥＤ光源手段が、照明光を射出する際の点灯シーケンスを表した図である。
【図２１】図１７に示す光学装置に使用され、図１８に示すカラーホイールとは別の一例を示すカラーホイールの正面図である。
【図２２】図２１に示すカラーホイールを使用した際の点灯シーケンスを表した図である。
【図２３】本発明に係る第３実施形態の画像投影装置及び光源装置の全体構成図である。
【図２４】図２３に示すＬＥＤ光源手段及び合成プリズム周辺の構成図である。
【図２５】図１３に示す画像投影装置のランプ及びＬＥＤ光源手段が、照明光を射出する際の点灯シーケンスを表した図である。
【図２６】本発明に係る第４実施形態の画像投影装置及び光源装置に使用されるカラーホイールの正面図である。
【図２７】図２４に示すカラーホイールに対応したＬＥＤ素子の配置を示した図である。
【図２８】図２３及び図２４に示すカラーホイール及びＬＥＤ素子による点灯シーケンスを表した図である。
【図２９】図２８に示す照明光の表現領域を説明する図である。
【図３０】本発明に係る第５実施形態の画像投影装置及び光源装置の全体構成図である。
【図３１】図３０に示す第１の吸気シャッタ及び第２の吸気シャッタの構成図である。
【図３２】図３０に示す画像投影装置により、各モード毎に冷却手段を作動させた場合のフローチャートである。
【図３３】本発明に係る第６実施形態の画像投影装置及び光源装置の全体構成図である。
【図３４】本発明に係る第７実施形態の画像投影装置及び光源装置の全体構成図である。
【図３５】図３４に示すＤＭＤ（登録商標）の微小可動ミラーの作動状態を示した図である。
【図３６】図３４に示す光源装置の点灯シーケンスを表した図である。
【図３７】ランプ光とＬＥＤ光との照明光量を比較する図であって、起動直後から所定時間経過するまでの間において比較した図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１、７０、８０、１００、１２０、１３０    画像投影装置
２、７１、８１、１２１、１３５    光源装置
３    ＤＭＤ（登録商標）  
４    照明光学手段
５    スクリーン
６    投影レンズ（投影光学手段）
１０    ランプ
１１    色フィルタ
１２    カラーホイール
１３    ホイール駆動手段
１４    ＬＥＤ光源手段
１５    ＬＥＤ駆動手段
１６    合成プリズム（合成光学手段）
１６ａ    第１の面
１６ｂ    第２の面
１６ｃ    第３の面
１７    システム制御部（システム制御手段）
２４    モータ
３０    ＬＥＤ素子
３１    導光手段
５１    ランプモードＳＷ（マニュアルスイッチ）
５２    ＬＥＤモードＳＷ（マニュアルスイッチ）
５３    ブースターモードＳＷ（マニュアルスイッチ）
５６    投影光量センサ
５７    ホワイトバランス演算設定部（ホワイトバランス演算設定手段）
６１    周囲光光量センサ
６２    自動モードＳＷ（マニュアルスイッチ）
６６    ランプ遮光手段
１０２    冷却手段
１０４    第１の吸気シャッタ（シャッタ機能を有する第１の吸気孔）
１０５    第２の吸気シャッタ（シャッタ機能を有する第２の吸気孔）
１２２    偏光透過反射面
１２３    偏光ビームスプリッタ
１２４    第１の偏光板
１２５    第２の偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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